1. Adsorbcijas atdalīšanas procesa pārskats
Adsorbcija nozīmē, ka, kad šķidrums (gāze vai šķidrums) nonāk saskarē ar cietu porainu vielu, viena vai vairākas šķidruma sastāvdaļas tiek pārnestas uz porainās vielas ārējo virsmu un mikroporu iekšējo virsmu, lai šīs virsmas bagātinātu. veido monomolekulāro slāni vai daudzmolekulu slāņa procesu.
Šķidrumu, kas tiek adsorbēts, sauc par adsorbātu, un pašas porainās cietās daļiņas sauc par adsorbentu.
Adsorbāta un adsorbenta atšķirīgo fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ arī adsorbenta adsorbcijas spēja dažādiem adsorbātiem ir atšķirīga.Ar augstu adsorbcijas selektivitāti var bagātināt adsorbcijas fāzes un absorbcijas fāzes sastāvdaļas, lai realizētu vielu atdalīšanu.
2. Adsorbcijas/desorbcijas process
Adsorbcijas process: to var uzskatīt par koncentrēšanās vai sašķidrināšanas procesu.Tāpēc, jo zemāka temperatūra un augstāks spiediens, jo lielāka ir adsorbcijas spēja.Visiem adsorbentiem vieglāk sašķidrināmās (augstākas viršanas temperatūras) gāzes adsorbējās vairāk, un mazāk sašķidrināmās (zemākas viršanas temperatūras) gāzes adsorbējās zemāk.
Desorbcijas process: to var uzskatīt par gazifikācijas vai iztvaikošanas procesu.Tāpēc, jo augstāka temperatūra un zemāks spiediens, jo pilnīgāka ir desorbcija.Visiem sorbentiem ir mazāka iespēja, ka desorbējas vairāk sašķidrinātas (augstākas viršanas temperatūras) gāzes, un mazāk sašķidrināmās (zemākas viršanas temperatūras) gāzes ir vieglāk desorbētas.
3. Adsorbcijas separācijas princips un tā klasifikācija
Adsorbciju iedala fizikālajā adsorbcijā un ķīmiskajā adsorbcijā.
Fizikālās adsorbcijas atdalīšanas princips: atdalīšanu panāk, izmantojot adsorbcijas spēka atšķirību (van der Vāls spēks, elektrostatiskais spēks) starp atomiem vai grupām uz cietas virsmas un svešām molekulām.Adsorbcijas spēka lielums ir saistīts gan ar adsorbenta, gan adsorbāta īpašībām.
Ķīmiskās adsorbcijas atdalīšanas princips ir balstīts uz adsorbcijas procesu, kurā uz cieta adsorbenta virsmas notiek ķīmiska reakcija, lai adsorbātu un adsorbentu savienotu ar ķīmisko saiti, tāpēc selektivitāte ir spēcīga.Ķīmisorbcija parasti ir lēna, var veidot tikai monoslāni un ir neatgriezeniska.
4. Izplatītākie adsorbentu veidi
Parastie adsorbenti galvenokārt ir: molekulārie sieti, aktivētā ogle, silikagels un aktivētais alumīnija oksīds.
Molekulārais siets: tam ir regulāra mikroporainu kanālu struktūra ar īpatnējo virsmu aptuveni 500–1000 m²/g, galvenokārt mikroporas, un poru izmēra sadalījums ir no 0,4 līdz 1 nm.Molekulāro sietu adsorbcijas īpašības var mainīt, pielāgojot molekulāro sietu struktūru, sastāvu un pretkatjonu veidu.Lai radītu adsorbciju, molekulārie sieti galvenokārt balstās uz raksturīgo poru struktūru un Kulona spēka lauku starp līdzsvarotu katjonu un molekulāro sietu karkasu.Tiem ir laba termiskā un hidrotermiskā stabilitāte, un tos plaši izmanto dažādu gāzes un šķidruma fāžu atdalīšanai un attīrīšanai.Adsorbentam piemīt spēcīgas selektivitātes īpašības, augsts adsorbcijas dziļums un liela adsorbcijas spēja, ja to lieto;
Aktivētā ogle: tai ir bagāta mikroporu un mezoporu struktūra, īpatnējais virsmas laukums ir aptuveni 500-1000m²/g, un poru izmēra sadalījums galvenokārt ir diapazonā no 2-50nm.Aktivētā ogle galvenokārt balstās uz van der Vālsa spēku, ko rada adsorbāts, lai radītu adsorbciju, un to galvenokārt izmanto organisko savienojumu adsorbcijai, smago ogļūdeņražu organisko vielu adsorbcijai un noņemšanai, dezodorantam utt.;
Silikagels: adsorbentu, kuru pamatā ir silikagēls, īpatnējais virsmas laukums ir aptuveni 300–500 m²/g, galvenokārt mezoporaini, ar poru izmēru sadalījumu 2–50 nm, un poru iekšējā virsma ir bagāta ar virsmas hidroksilgrupām.To galvenokārt izmanto adsorbcijas žāvēšanai un spiediena svārstību adsorbcijai, lai iegūtu CO₂ utt.;
Aktivētais alumīnija oksīds: īpatnējais virsmas laukums ir 200-500m²/g, galvenokārt mezoporas, un poru izmēra sadalījums ir 2-50nm.To galvenokārt izmanto žāvēšanai un dehidratācijai, skābju izplūdes gāzu attīrīšanai utt.
