1. Pangkalahatang-ideya ng Proseso ng Paghihiwalay ng Adsorption
Nangangahulugan ang adsorption na kapag ang isang likido (gas o likido) ay nakikipag-ugnayan sa isang solidong buhaghag na substansiya, ang isa o higit pang mga bahagi sa likido ay inililipat sa panlabas na ibabaw ng buhaghag na substansiya at ang panloob na ibabaw ng micropores upang pagyamanin ang mga ibabaw na ito upang bumuo ng monomolecular layer o multimolecules layer process.
Ang fluid na na-adsorbed ay tinatawag na adsorbate, at ang mga porous solid particle mismo ay tinatawag na adsorbent.
Dahil sa magkakaibang pisikal at kemikal na katangian ng adsorbate at adsorbent, ang kapasidad ng adsorption ng adsorbent para sa iba't ibang adsorbate ay iba rin.Sa mataas na adsorption selectivity, ang mga bahagi ng adsorption phase at ang absorption phase ay maaaring pagyamanin, upang mapagtanto ang paghihiwalay ng mga sangkap.
2. Proseso ng adsorption/desorption
Proseso ng adsorption: Maaari itong ituring bilang isang proseso ng konsentrasyon o bilang isang proseso ng pagkatunaw.Samakatuwid, mas mababa ang temperatura at mas mataas ang presyon, mas malaki ang kapasidad ng adsorption.Para sa lahat ng adsorbents, mas madaling matunaw (mas mataas na punto ng kumukulo) na mga gas ang mas na-adsorbed, at mas mababa ang nakakatunaw na mga gas (mas mababang punto ng kumukulo).
Proseso ng desorption: Maaari itong ituring bilang isang proseso ng gasification o volatilization.Samakatuwid, mas mataas ang temperatura at mas mababa ang presyon, mas kumpleto ang desorption.Para sa lahat ng sorbents, mas liquefied (mas mataas na punto ng kumukulo) na mga gas ang mas malamang na ma-desorb, at mas madaling ma-desorb ang mga gas na hindi gaanong natunaw (mas mababang boiling point).
3. Ang prinsipyo ng paghihiwalay ng adsorption at pag-uuri nito
Ang adsorption ay nahahati sa physical adsorption at chemical adsorption.
Prinsipyo ng pisikal na paghihiwalay ng adsorption: Ang paghihiwalay ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng pagkakaiba sa puwersa ng adsorption (van der Waals force, electrostatic force) sa pagitan ng mga atom o grupo sa solid surface at mga dayuhang molekula.Ang magnitude ng puwersa ng adsorption ay nauugnay sa mga katangian ng parehong adsorbent at adsorbate.
Ang prinsipyo ng paghihiwalay ng chemical adsorption ay batay sa proseso ng adsorption kung saan ang isang kemikal na reaksyon ay nangyayari sa ibabaw ng isang solid adsorbent upang pagsamahin ang adsorbate at ang adsorbent sa isang kemikal na bono, kaya ang selectivity ay malakas.Ang chemisorption ay karaniwang mabagal, maaari lamang bumuo ng isang monolayer at hindi maibabalik.
4. Mga Karaniwang Uri ng Adsorbent
Ang mga karaniwang adsorbents ay pangunahing kinabibilangan ng: molecular sieves, activated carbon, silica gel, at activated alumina.
Molecular sieve: Ito ay may regular na microporous channel structure, na may partikular na surface area na humigit-kumulang 500-1000m²/g, higit sa lahat ay micropores, at ang pore size distribution ay nasa pagitan ng 0.4-1nm.Ang mga katangian ng adsorption ng mga molecular sieves ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagsasaayos ng molecular sieve structure, komposisyon at ang uri ng counter cations.Pangunahing umaasa ang mga molecular sieves sa katangian ng pore structure at sa Coulomb force field sa pagitan ng balanseng cation at ng molecular sieve framework upang makabuo ng adsorption.Mayroon silang mahusay na thermal at hydrothermal na katatagan at malawakang ginagamit sa paghihiwalay at paglilinis ng iba't ibang mga phase ng gas at likido.Ang adsorbent ay may mga katangian ng malakas na selectivity, mataas na adsorption depth at malaking adsorption capacity kapag ginamit;
Aktibong carbon: Ito ay may mayaman na micropore at mesopore na istraktura, ang tiyak na lugar sa ibabaw ay humigit-kumulang 500-1000m²/g, at ang pamamahagi ng laki ng butas ay higit sa lahat sa hanay ng 2-50nm.Ang aktibong carbon ay pangunahing umaasa sa puwersa ng van der Waals na nabuo ng adsorbate upang makabuo ng adsorption, at pangunahing ginagamit para sa adsorption ng mga organic compound, heavy hydrocarbon organic matter adsorption at pagtanggal, deodorant, atbp.;
Silica gel: Ang tiyak na surface area ng silica gel-based adsorbents ay humigit-kumulang 300-500m²/g, higit sa lahat mesoporous, na may distribusyon ng laki ng pore na 2-50nm, at ang panloob na ibabaw ng mga pores ay mayaman sa mga surface hydroxyl group.Ito ay pangunahing ginagamit para sa adsorption drying at pressure swing adsorption upang makagawa ng CO₂, atbp.;
Aktibong alumina: Ang tiyak na lugar sa ibabaw ay 200-500m²/g, pangunahin sa mga mesopores, at ang pamamahagi ng laki ng butas ay 2-50nm.Ito ay pangunahing ginagamit sa pagpapatayo at pag-aalis ng tubig, acid waste gas purification, atbp.
