《吸附离子交换》PPT课件

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1、水污染控制工程WaterPollutionControlEngineering唐玉朝安徽建筑工业学院环境工程系E-mail:tangyc@aiai.edu.cnDepartmentofEnvironmentalEngineering,AnhuiUniversityofArchitectureCopyrightReserved!课程内容第五节吸附吸附原理,吸附等温式,吸附剂,吸附工艺第六节离子交换离子交换原理,交换树脂,交换平衡与计算吸附法WaterPollutionControlEngineering吸附吸附概述吸附等温式吸附剂吸附速率吸附工艺吸附设计简介

2、吸附1.1吸附原理：固体表面的分子或原子因为受力不均匀具有剩余的表面能，该力能够吸引其他物质在固体的表面上。固体称吸附剂，被吸附的称吸附质，吸附的结果是吸附质在吸附剂表面浓缩，而吸附剂的表面能降低。WaterPollutionControlEngineering1.吸附概述吸附在水污染控制工程中吸附指利用多孔性的固体物质吸附水中污染物质到固体物质表面从而将污染物去除的方法。对废水中无机、有机污染物、重金属都有效，适宜处理低浓度废水(深度处理)。WaterPollutionControlEngineering吸附1.2吸附类型：物理吸附，是分子间力范德华力，

3、吸附热小，可以单层也可多层吸附，吸附无选择性，容易解吸，是可逆吸附，低温下物理吸附大，吸附量与表面积成比例。化学吸附是形成化学键的吸附，吸附热大，具有选择性，单分子层吸附，化学键、离子交换或形成配位体。物理化学吸附常常同时发生。WaterPollutionControlEngineering吸附吸附气体时则物理吸附热与气体液化热相当，而化学吸附与化学反应相当。WaterPollutionControlEngineering作用力吸附热是否可逆选择性吸附层数物理吸附范德华力小,气体液化热可逆无单、多分子层化学吸附化学键大,化学反应热不可逆有单分子层物理吸附与

4、化学吸附的比较返回吸附等温式吸附等温式是描述吸附量与平衡时液相中吸附质浓度的关系的数学式。吸附等温式描述的是物理吸附。Langmuir吸附等温式Freundlich吸附等温式BET吸附等温式(Henry等温式)WaterPollutionControlEngineering2.吸附等温式(等温线)①Langmuir吸附等温式：Langmuir第一个对吸附现象进行系统研究，提出“单分子层吸附理论”。假设固体表面各处的吸附力场均匀相同，表面吸附单分子层就饱和，且被吸附分子无相互作用，物理吸附。吸附速率：Va＝kaC(1－θ)……..(1)脱附速率：Vd＝kdθ

5、……..(2)θ表示被吸附的分子占据固体表面的覆盖度。C为吸附质浓度，ka、kd为吸附和脱附速率常数。WaterPollutionControlEngineering吸附等温式吸附等温式平衡时：kaC(1－θ)＝kdθkdθ+kaCθ＝kaCθ＝＝，k1=ka/kd若以q、qm分别表示吸附量和饱和吸附量，则θ＝q/qmWaterPollutionControlEngineering吸附等温式θ＝q/qm=即为Langmuir吸附等温式，在液相中C实际是吸附质的浓度。WaterPollutionControlEngineering吸附等温式Langmuir吸

6、附等温式吸附质在液相浓度C与吸附量q的关系q=qm·k1C>>1,q=qmk1C<<1,q=qmk1·CWaterPollutionControlEngineering0Cqqmk1C>>1k1C<<1吸附等温式Langmuir吸附等温式1/C对1/q的关系=WaterPollutionControlEngineering1/q01/C1/qm1/qmk1吸附等温式②Freundlich吸附等温式(经验式):q＝KC1/nlgq=lgK+lgCK，n为常数，在低浓度下较适用。K大小反映吸附性能，越大吸附量越大，n小吸附困难，而n大，吸附容易。WaterPo

7、llutionControlEngineering吸附等温式Freundlich吸附等温式lgC与lgq的关系lgq=lgK+lgCK大小反映吸附性能，越大吸附量越大;n小吸附困难，而n大，吸附容易. 注意：1/n反映了增量，增量大未必容易吸附，故n<1难吸附WaterPollutionControlEngineeringlgq0lgClgK1/n吸附等温式Freundlich吸附等温式吸附质在液相浓度C与吸附量q的关系q＝KC1/n因为Freundlich吸附等温式通常适用于低浓度情况。WaterPollutionControlEngineeringqC

8、n>1n=1n<1K吸附等温式③BET吸附等温式：可以解释实验观察