吸附是指流體（氣體或液體）與固體多孔物質(zhì)接觸時(shí)，流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過(guò)程。
被吸附的流體稱(chēng)為吸附質(zhì)，多孔固體顆粒本身稱(chēng)為吸附劑。
圖1 吸附過(guò)程圖：先表面接觸(外擴(kuò)散)-----開(kāi)始吸附(內(nèi)擴(kuò)散)-------吸附平衡
由于吸附質(zhì)和吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)不同，吸附劑對(duì)不同吸附質(zhì)的吸附能力也不同，因此當(dāng)流體與吸附劑接觸時(shí)，吸附劑對(duì)流體中的某個(gè)或某些組分相對(duì)其他組分具有較高的吸附選擇性，吸附相和吸余相的組分可被富集，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。
二、吸附/解吸過(guò)程
圖2 吸附過(guò)程
吸附過(guò)程：可認(rèn)為是濃縮的過(guò)程，也可以認(rèn)為是液化的過(guò)程。因此，溫度越低、壓力越高吸附量越大。對(duì)于所有吸附劑，越容易液化（沸點(diǎn)越高）的氣體吸附量越大，越不容易液化（沸點(diǎn)越低）的氣體吸附量越低。
圖3 解析過(guò)程
解吸過(guò)程：可認(rèn)為是氣化或者揮發(fā)的過(guò)程。因此，溫度越高、壓力越低解吸越徹底。對(duì)于所有吸附劑，越容易液化（沸點(diǎn)越高）的氣體越不容易解吸，越不容易液化（沸點(diǎn)越低）的氣體越容易解吸。
圖4 越容易液化（沸點(diǎn)越高）的氣體吸附量越大，越不容易液化（沸點(diǎn)越低）的氣體吸附量越低。例外情況：N2、CO。
三、吸附分離原理及其分類(lèi)
吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附分離原理：利用固體表面的原子或基團(tuán)與外來(lái)分子間的吸附力（范德華力、靜電作用力）的不同實(shí)現(xiàn)分離。吸附力的大小與吸附劑和吸附質(zhì)兩者的性質(zhì)有關(guān)。
化學(xué)吸附分離原理：基于在固體吸附劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使吸附質(zhì)和吸附劑之間以化學(xué)鍵力結(jié)合的吸附過(guò)程，因此選擇性較強(qiáng)。化學(xué)吸附一般速度較慢，只能形成單分子層且不可逆。
圖5 物理吸附過(guò)程
圖6 化學(xué)吸附過(guò)程
圖7 物理吸附和化學(xué)吸附對(duì)比圖
四、常見(jiàn)吸附劑類(lèi)型
常見(jiàn)吸附劑主要包括：分子篩、活性炭、硅膠、活性氧化鋁四類(lèi)。
圖8 分子篩孔道（大小高度均一，所有孔道完全一致）
分子篩：具有規(guī)整的微孔孔道結(jié)構(gòu)，比表面積約500-1000m2/g，主要是微孔，孔徑分布在0.4-1nm之間?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整分子篩結(jié)構(gòu)、組成及平衡陽(yáng)離子的類(lèi)型來(lái)改變分子篩的吸附特點(diǎn)。分子篩主要依靠特征孔道結(jié)構(gòu)及平衡陽(yáng)離子與分子篩骨架之間的庫(kù)侖力場(chǎng)產(chǎn)生吸附作用，具有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)氣相、液相的分離與凈化，分子篩作為吸附劑使用時(shí)具有選擇性強(qiáng)，吸附深度高、吸附容量大等特點(diǎn)；
圖9 活性炭孔道（大小不均一，相差一個(gè)數(shù)量級(jí)）
活性碳：具有豐富的微孔和介孔結(jié)構(gòu)，比表面積約500-1000m2/g，孔徑分布主要在2-50nm。活性炭主要依靠與吸附質(zhì)產(chǎn)生的范德華力產(chǎn)生吸附作用，主要應(yīng)用于吸附有機(jī)化合物、重?zé)N類(lèi)有機(jī)物吸附脫除、除味劑等；
硅膠：硅膠類(lèi)吸附劑比表面積約300-500m2/g，主要是介孔，孔徑分布在2-50nm，其孔道內(nèi)部表面具有豐富的表面羥基，主要用于吸附干燥和變壓吸附制CO2等；
活性氧化鋁：比表面積200-500m2/g，主要是介孔，孔徑分布在2-50nm，主要應(yīng)用于干燥脫水、酸性廢氣凈化等。
圖10 不同吸附劑孔徑分布
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