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吸附劑也稱吸收劑。這種物質可使活性成分附著在其顆粒表面,使液態微量化合物添加劑變為固態化合物,有利于實施均勻混合。是一種能夠有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質。具有大的比表面、適宜的孔結構及表面結構;對吸附質有強烈的吸附能力;一般不與吸附質和介質發生化學反應;制造方便、容易再生;有極好的吸附性和機械性特性。
物理吸附劑不發生化學反應,但使用物質的物理性質,典型的是活性炭,因為活性炭多孔,容易吸附較大的雜質,甚至一些大的氣體分子都能被吸附,這個過程不會發生化學反應反應。化學吸附劑使用化學反應。例如,當CO2是雜質時,讓它通過石灰水,排出的氣體不含二氧化碳,因為CO2和石灰水之間的反應會消耗二氧化碳。這個例子不太合適,因為石灰水通常用于指示實際實驗中二氧化碳的存在,但在實際實驗中卻沒有。它可以吸附雜質,因為Ca(OH)2本身具有低溶解度并且不能消耗大量的CO2。NaOH的效果會好很多。
物理吸附有以下特點:
①氣體的物理吸附類似于氣體的液化和蒸氣的凝結,故物理吸附熱較小,與相應氣體的液化熱相近;
②氣體或蒸氣的沸點越高或飽和蒸氣壓越低,它們越容易液化或凝結,物理吸附量就越大;
③物理吸附一般不需要活化能,故吸附和脫附速率都較快;任何氣體在任何固體上只要溫度適宜都可以發生物理吸附,沒有選擇性;
④物理吸附可以是單分子層吸附,也可以是多分子層吸附;
⑤被吸附分子的結構變化不大,不形成新的化學鍵,故紅外、紫外光譜圖上無新的吸收峰出現,但可有位移;
⑥物理吸附是可逆的;
⑦固體自溶液中的吸附多數是物理吸附。
化學吸附的主要特點是:僅發生單分子層吸附;吸附熱與化學反應熱相當;有選擇性;大多為不可逆吸附;吸附層能在較高溫度下保持穩定等。化學吸附又可分為需要活化能的活化吸附(activated adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated adsorption),前者吸附速度較慢,后者則較快。
化學吸附是多相催化反應的重要步驟。研究化學吸附對了解多相催化反應機理,實現催化反應工業化有重要意義。吸附特點與物理吸附相比,化學吸附主要有以下特點:
①吸附所涉及的力與化學鍵力相當,比范德華力強得多。
②吸附熱近似等于反應熱。
③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述,有時也可用弗羅因德利希公式描述。
④有選擇性。
⑤對溫度和壓力具有不可逆性。另外,化學吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學吸附,主要根據吸附熱和不可逆性。
吸附劑的種類:
1、極性吸附劑,如硅膠和氧化鋁,它可以去除親水性顏料;
2、半化學吸附:聚酰胺和大孔樹脂。吸附原理是氫鍵,大孔樹脂和一些范德華力。聚酰胺可以通過分子中的酰胺羰基與酚和黃酮的酚羥基形成氫鍵。它還可以與酰胺鍵上的游離胺和醌和脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵;
3、非極性吸附劑:如活性炭,紙漿,滑石粉,硅藻土。它可以去除親脂性色素。活性炭是一種優異的吸附劑。它對顏料,細菌,熱原和其他雜質等雜質具有很強的吸附能力,并且還具有助濾劑。內部有大量的微孔和空洞,表面積可達200-500m2/g。吸附原理:由于大多數顏料具有共軛雙鍵結構,因此易于吸附。用途:冷吸附法,熱吸附法,碳層助濾劑法,柱層析吸附法。
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