Адсорбция

Введение

Адсорбцией называют процесс поглощения вещества из смеси газов, паров или растворов поверхностью или объемом пор твердого тела — адсорбента.

Явление адсорбции известно очень давно. Такие природные материалы, как песок и почва, использовали для очистки воды еще на заре человеческого общества. В конце XVIII века К. Шееле и одновременно Фонтана обнаружили способность свежепрокаленного древесного угля поглощать различные газы в объемах, в несколько раз превышающих его собственный объем. Вскоре выяснилось, что величина поглощенного объема зависит от типа угля и природы газа. Т.Е. Ловиц в 1785 году открыл явление адсорбции углем в жидкой среде, подробно исследовал его и предложил использовать уголь для очистки фармацевтических препаратов, спирта, вина, органических соединений. Ловиц показал, что древесный уголь способен быстро очищать испорченную воду и делать ее пригодной для питья. И сейчас основным действующим началом фильтров для воды служат углеродные материалы, конечно более современные, чем природные угли. Адсорбция отравляющих веществ из воздуха была использована Н.Д. Зелинским при создании противогаза во время первой мировой войны.

Адсорбция газов на твердых поверхностях используется в некоторых отраслях пищевой промышленности, а именно масложировой (например, в производстве маргарина) и в бродильной (например, в производстве дрожжей) для очистки технологических газовых потоков с целью предотвращения выбросов вредных веществ в атмосферу. Поглощение паров воды происходит на пористых веществах, которые выполняют роль твердого адсорбента. Подобные процессы наблюдаются в отношении сахара, соли и сухарей.

Виды промышленных адсорбентов

К основным видам промышленных адсорбентов относятся активные угли, силикагели, активная окись алюминия, цеолиты, природные глинистые породы, пористые стекла.

Поскольку промышленные адсорбенты отличаются разнообразием пористой структуры, то это и определяет особенности механизма переноса в пористом теле. В крупных порах, когда диаметр пор больше средней длины свободного пробега молекул адсорбента, преимущественным видом переноса является нормальная или объемная диффузия.

Активные угли – пористые углеродные адсорбенты. Их получают из торфа, бурого и каменного угля, антрацита, древесного материала (дерева, древесного угля, опилок), отходов кожевенной промышленности, веществ животного происхождения. Угли, отличающиеся высокой механической прочностью производят из кокосовой скорлупы и других орехов, из косточек плодов. Отличительные свойства активных углей – гидрофобность и горючесть.

Рис. 1. Активные угли.

Силикагель – один из наиболее распространенных минеральных адсорбентов, обладающих хорошо развитой пористостью. Его основными преимуществами является низкая температура регенерации (110-200 градусов), низкая себестоимость при промышленном производстве, высокая механическая прочность. По своей химической природе силикагель – это гидратированный аморфный кремнезем (nSiO2*mH2O). По внешнему виду это прозрачные или матовые, бесцветные или светло-коричневые твердые зерна.

Рис. 2. Силикагель.

Цеолиты – алюмосиликаты, содержащие в своем составе оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, отличающихся строго определенной структурой пор, в условиях обычной температуры заполненные молекулами воды. При нагревании цеолиты выделяют воду, кипят.

Рис. 3. Цеолиты.

Что мы узнали?

В данной статье дается информация о том, что такое адсорбция, раскрывается суть понятий «адсорбент», «адсорбтив», «адсорбат». Также приводится подробное описание промышленных адсорбентов.

/10

Вопрос 1 из 10

Измерение изотерм адсорбции

Существует множество методов определения характеристических кривых адсорбции. важные моменты заключаются в следующем:

в состоянии равновесия необходимо измерять два параметра: количество адсорбированного материала и концентрацию или парциальное давление адсорбата;
он должен находиться в равновесии, что может потребовать значительного количества времени: несколько часов в газовой фазе и несколько дней в жидкой фазе. Это часто связано с небольшим размером пор адсорбентов, что приводит к очень значительному снижению скорости диффузии молекул адсорбата к поверхности твердого тела;
во время измерений необходимо точно контролировать температуру.

Методы различаются в зависимости от того, изучается ли адсорбция в газовой фазе или в растворе.

Изотермы адсорбции N ₂ при 77 К для двух активированных углей. Изотерма красного цвета — тип 1 (микропористый углерод), изотерма зеленого цвета — тип 4 (углерод с микропорами и мезопорами). График в логарифмическом масштабе показывает область адсорбции в микропорах, в линейном масштабе — область адсорбции в мезопорах.

Манометрия

Этот метод используется для газовой фазы. Первым шагом является очистка образца путем удаления всего, что может адсорбироваться на его поверхности. Этот шаг, называемый дегазацией, выполняется путем помещения образца в высокий вакуум ( 10-6 мм рт. Ст.) С, при необходимости, умеренным нагревом образца. Фактическое измерение выполняется следующим образом:

объемная проба помещается в вакуумную объемную ячейку, а другой объем заполняется под давлением адсорбата;Vепротивчас{\ displaystyle V_ {ech}}V{\ displaystyle V_ {0}}V1{\ displaystyle V_ {1}}п1{\ displaystyle P_ {1}}
клапан между двумя ячейками открывается, и давлению позволяют уравновеситься, если нет адсорбции, конечное давление будет , если есть адсорбция, давление будет и количество адсорбированного материала пропорционально разнице наблюдаемых давлений;пВзнак равноп1(V1+V-Vепротивчас){\ displaystyle P_ {A0} = P_ {1} / (V_ {1} + V_ {0} -V_ {ech})}пВ<пВ{\ Displaystyle P_ {A} <P_ {A0}}
чтобы сделать следующую точку, мы снова начинаем с более высокого давления .п1{\ displaystyle P_ {1}}

Этот метод имеет важное преимущество, позволяющее рассчитать две требуемые величины за одно измерение давления. Его также можно легко автоматизировать, и несколько компаний предлагают полностью автоматическое оборудование.

Изотермы адсорбции в растворе

Принцип состоит в том, чтобы привести массу адсорбента в контакт с объемом раствора адсорбата при начальной концентрации , адсорбция вызовет уменьшение этой концентрации. Поэтому при достижении равновесия необходимо отделить твердое вещество от свободного раствора (который называется супернатантом) и измерить его концентрацию адсорбата . Количество адсорбированного составляет .
мепротивчас{\ displaystyle m_ {ech}}V{\ displaystyle V}ПРОТИВВ,{\ displaystyle C_ {A, 0}}ПРОТИВВ{\ displaystyle C_ {A}}нетВзнак равноV×(ПРОТИВВ,-ПРОТИВВ){\ displaystyle n_ {A} = V \ times (C_ {A, 0} -C_ {A})}

Как указано выше, обычно необходимо сначала провести кинетическое исследование адсорбции, чтобы установить время, необходимое для установления равновесия. С другой стороны, существует матричный эффект, поскольку другие частицы, присутствующие в среде, также могут адсорбироваться на твердом теле, поэтому изучается конкуренция между различными присутствующими адсорбатами.

Физическая и химическая адсорбция

Взаимодействие кислорода с металлами (окисление) даёт значительно более высокие значения теплоты, достигающие 400 кДж/моль.

Подобно химическим реакциям хемосорбция требует для своего протекания значительной энергии активации. Следовательно, при увеличении температуры процесс хемосорбции ускоряется. Происходит так называемая активируемая адсорбция. Хемосорбция относится к избирательным процессам и зависит от химического сродства абсорбента и адсорбата, которое наряду с температурой определяет скорость протекания реакции. Например, при взаимодействии газов с чистыми металлами или металлоподобными поверхностями наблюдается исключительно быстрая хемосорбция, что связано со слабой насыщенностью связями поверхностных атомов. Хемосорбция протекает при минимальных значениях энергии активации. Хемосорбция на твёрдых поверхностях зависит от кристаллографической ориентации зёрен, наличия различных дефектов и др. Хемосорбция начинается на наиболее активных участках поверхности. Принято считать, что хемосорбция происходит до тех пор, пока вся поверхность не покроется мономолекулярным слоем адсорбата. По сравнению с физической адсорбцией хемосорбция чувствительна к давлению окружающей среды.

Наличие на поверхности хемосорбированных пленок в значительной мере уравновешивает некомпенсированные оборванные связи поверхностных атомов. Поверхностная энергия при этом достигает минимальных значений, что следует учитывать при подготовке поверхностей для нанесения покрытий. Для удаления хемосорбированных поверхностных соединений (загрязнений) требуются значительные энергетические воздействия.

Дата добавления: 2017-12-05; просмотров: 804;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ АДСОРБЕНТОВ

Любые препараты необходимо принимать по рекомендации врача и следуя инструкции! Основным противопоказанием к приему адсорбентов для кишечника является их индивидуальная непереносимость. Препараты активированного угля не рекомендуется использовать при желудочном кровотечении, язвенных поражениях ЖКТ и др.; препараты лигнина – при нарушении углеводного обмена, анацидном гастрите, склонности к запорам. Необходимо учитывать, что при приеме адсорбирующих средств внутрь может уменьшаться эффективность других лекарственных средств, принимаемых с ними одновременно

Поэтому важно делать интервал между приемом адсорбентов и других препаратов

Значение адсорбции[править | править код]

Адсорбция — всеобщее и повсеместное явление, имеющее место всегда и везде, где есть поверхность раздела между фазами. Наибольшее практическое значение имеет адсорбция поверхностно-активных веществ и адсорбция примесей из газа либо жидкости специальными высокоэффективными адсорбентами. В качестве адсорбентов могут выступать разнообразные материалы с высокой удельной поверхностью: пористый углерод (наиболее распространённая форма — активированный уголь), силикагели, цеолиты а также некоторые другие группы природных минералов и синтетических веществ.

Адсорбция (особенно хемосорбция) играет также важное значение в гетерогенном катализе. Пример адсорбционных установок на азотные установки. Установка для проведения адсорбции называется адсорбером.

Установка для проведения адсорбции называется адсорбером.

Проблемы адсорбции и решения

Адсорбция также может быть нежелательным свойством, поскольку соединение при низкой концентрации может полностью адсорбироваться на стенках контейнера, так что при высоких разведениях не обнаруживается никаких следов аналита . Таким образом, для получения точных результатов аналитики используют как можно более инертные материалы, такие как политетрафторэтилен (ПТФЭ) (известный под различными торговыми названиями, такими как « Тефлон »), или предварительно обрабатывают контейнеры, например, путем силанизации стекла. ( диоксид кремний инактивация с диметилдихлорсиланом ).

Исторический

Явление адсорбции использовалось в течение очень долгого времени в практической жизни, в основном за счет использования активированного угля в медицинских целях или для очистки воды. Это, однако, до конца XVIII й веков, мы начинаем изучать захват твердого вида в газовой фазе, а затем краситель в водном растворе. Затем де Соссюр заметил экзотермический аспект этого явления.

Первые промышленные применения были связаны с селективной адсорбцией, позволяющей разделять газообразные или жидкие соединения, открывая путь для многих применений, таких как очистка воды или воздуха. Первый теоретический анализ адсорбции был проведен Ирвингом Ленгмюром в 1914 году, он описал адсорбцию монослоя адсорбата на однородной поверхности в форме уравнения, изотермы Ленгмюра .

Многочисленные изменения были опубликованы на протяжении XX — го века для размещения многослойной адсорбции на сложных поверхностях. Наиболее часто используемая изотерма адсорбции — это изотерма Брунауэра, Эммета и Теллера, это уравнение БЭТ обобщает подход Ленгмюра к многослойной адсорбции и стало стандартной моделью для определения удельной поверхности твердых тел. За последние три десятилетия были разработаны многочисленные модели с использованием теории функционала плотности или метода Монте-Карло, которые основаны на описании взаимодействий между адсорбатом и адсорбентом на молекулярном уровне.

Сорбционная очистка

НЕОСМЕКТИН – АДСОРБЕНТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Современный препарат Неосмектин способствует устранению диареи различного происхождения, метеоризма, изжоги, вздутия и тяжести в животе. Неосмектин действует в двух направлениях.

СПОСОБСТВУЕТ УСТРАНЕНИЮ ФАКТОРОВ, ПРОВОЦИРУЮЩИХ РАССТРОЙСТВА ПИЩЕВАРЕНИЯ

Патогенная микрофлора, кишечные газы, токсины иногда являются причиной расстройства пищеварения. Неосмектин адсорбирует их, способствуя их выведению из организма. Таким образом, препарат способствует устранению не симптомов, а самих факторов, которые могут провоцировать проблемы с пищеварением.

защищает слизистую желудочно-кишечного тракта

Неосмектин стабилизирует слизистый барьер желудочно-кишечного тракта, создавая на его поверхности защитную пленку, которая предохраняет слизистую от повреждения болезнетворными микроорганизмами и дает ей возможность быстрее восстановиться.

Приложения

Процесс разделения

Физисорбция твердых веществ используется для разделения и очистки газов, а также для отделения растворенных веществ от жидкостей. В случае газов процесс адсорбционного разделения представляет собой циклический процесс, во время которого адсорбция газа твердым телом или жидкостью при заданных давлении и температуре происходит попеременно с последующей его десорбцией. В зависимости от используемого метода десорбции процесс разделения может быть:

Адсорбция при переменном давлении (PSA): десорбция происходит при более низком давлении;
Адсорбционно-модулированная температура (ATM) (адсорбция с колебанием температуры, TSA, на английском языке): десорбция происходит при более высокой температуре.
адсорбция в жидкой фазе с последующим элюированием путем изменения pH и / или ионной силы
адсорбция в жидкой фазе на активированном угле с последующей регенерацией в печи (например, обесцвечивание глюкозных сиропов)

Другие приложения

Другие практические применения, связанные с адсорбцией, включают:

гетерогенный катализ : адсорбция явление является первым шагом реакции , требующие использование катализатора твердого вещества. Это явление может затем играть главную роль в кинетике в химической реакции ;
адсорбционной хроматографии ;
измерение удельной поверхности пористых твердых тел и порошков;
стабилизация коллоидов ;
членство ;
аккумулирование тепла (за счет адсорбции цеолитами).

Примечания и ссылки

↑ и (ru) Ф. Рукероль, Ж. Рукероль, KSW Sing и др., «Адсорбция порошками и пористыми твердыми телами: принципы, методология и приложения», Academic Press, 2- е издание, 2014 г.

↑ и Л. М. Сан, Ф. Менье, Н. Броду, М. Х. Манеро, «Адсорбция — теоретические аспекты», Технические методы , J2730 V2, 2016.

П. Ле Клоар, «Адсорбция при очистке воздуха», Технические методы , G1770 V1, 2003.

↑ и (en) Дж. Рукероль, Д. Авнир, К. У. Фэйрбридж, Д. Х. Эверетт и др. , « Рекомендации по определению характеристик пористых твердых тел », Чистая и прикладная химия , том 66, номер 8, 1994, с. 1739–1758.

(де) Кайзер, Генрих, Über die Verdichtung von Gasen an Oberflächen in ihrer Abhängigkeit von Druck und Temperatur , Annalen der Physik und Chemie , том 248, номер 4, 1881 г., стр. 526–537. DOI: 10.1002 / andp.18812480404 .

CW Scheele «Chemische Adhandlung von der luft und dem feuer» (1777)

Chemische Annalen том 2 Т. Ловица Крелля, страница 36 (1788)

NT Соссюра «Beobachtungen über die Absorption der gasarten durch verschiedene körper» Annalen der Physik Гилберта, том 47, страницы 113-183

↑ и З. А. Домбровски «Адсорбция — от теории к практике» «Достижения в области коллоидов и интерфейсной науки», том 93, страницы 135-224 (2001)

↑ и С. Брунауэр, PH Эммет, Э

Теллер «Адсорбция газов в многомолекулярных слоях», Журнал Американского химического общества, том 60 (2), страницы 309-319 (1938)

NR Laine, FJ Vastola, PL Walker «Важность активной площади поверхности в реакции углерода и кислорода» Journal of Physical Chemistry, том 67, страницы 2030-2034 (1963)

Дж. Крини «Нетрадиционные недорогие адсорбенты для удаления красителей — обзор» BioresourceTechnology, том 97 (9), страницы 1061-1085

ZA Dabrowski, P

Podkoscielny, Z. Hubicki, M .. Barczak «Адсорбция фенольных соединений активированным углем — критический обзор» Chemosphere, том 58, страницы 1049-1070

С. Брунауэр, Л.С. Деминг, В.С. Деминг, Э. Теллер «О теории ван-дер-ваальсовой адсорбции газов» Журнал Американского химического общества, том 62, стр. 1723-1732 (1940)

CH Giles, D. Smith, A. Huitson «Общая обработка и классификация изотерм адсорбции растворенных веществ. I. Теоретический» Journal of Colloid and Interface Science, vol 47 (3), pages 755-765 (1974)

CH Giles, TH MacEwan, SN Nakhwa, D. Smith «Исследования адсорбции. Часть XI. Система классификации изотерм адсорбции раствора и ее использование для диагностики механизмов адсорбции и измерения удельной поверхности твердых тел» журнал Химического общества, страницы 3973-3993 (1960)

К. Салех, П. Гигон «Характеристика и анализ порошков — Физические свойства разделенных твердых тел» Engineering Techniques J2251 V1 (2009)

Л.-М. Сан, Ф. Менье, Н. Броду, М.-Х. Манеро «Адсорбция — теоретические аспекты» Технические методы, J2730 V2 (2016)

J. Pikunic, C. Clinard, N. Cohaut, KE Gubbins, et al. «Структурное моделирование пористого углерода: метод обратного Монте-Карло с ограничениями» Ленгмюр, том 19, страницы 8565-8582

Х. Фрейндлих «Kapillarchemie, eine Darstellung der Chemie der Kolloide und verwandter Gebiete» Akademische Verlagsgesellschaft (1909)

I. Langmuir «Адсорбция газов на плоских поверхностях стекла, слюды и платины» Журнал Американского химического общества, том 40 (9), страницы 1361-1403 (1918)

Р. Сипс «О структуре поверхности катализатора» Journal of Chemical Physics, том 16 (5), страницы 490-495 (1948)

К. Канеко, К. Исии, М. Руике, Х. Кубавара «Происхождение сверхвысокой площади поверхности и микрокристаллической графитовой структуры активированного угля» Углерод, том 30 (7), страницы 1075-1088 (1992)

↑ и EP Barrett, LG Joyner, PH Halenda «Определение объема пор и распределения площадей в пористых субстратах. 1. Вычисления из изотерм азота» Журнал Американского химического общества, том 73 (1), страницы 373-380 ( 1951)

M. Jaroniec «Адсорбция на неоднородных поверхностях: экспоненциальное уравнение для общей изотермы адсорбции» Surface Science, том 50 (2), страницы 553-564 (1975)

Д. Н. Мисра, «Новые изотермы адсорбции для неоднородных поверхностей» Журнал химической физики, том 52, стр. 5499 (1970)

J. Jagiello, M. Thommes «Сравнение методов определения характеристик методом DFT на основе N2, Ar, CO 2. и адсорбция H2 применительно к углям с различным распределением пор по размеру «Carbon, том 42 (7), страницы 1227-1232 (2004)

J. Jagiello «Устойчивое численное решение интегрального уравнения адсорбции» Langmuir, vol 10 (8), pages 2778-2785 (1994)

Джимми Л. Хамфри, Джордж Э. Келлер, Процессы разделения, Методы, выбор, калибровка, Сборник: Техника и инженерия, Dunod / Industries and Technologies, 2001

Физическая адсорбция[править | править код]

Причиной адсорбции являются неспецифические (то есть не зависящие от природы вещества) ван-дер-ваальсовы силы. Адсорбция, осложнённая химическим взаимодействием между адсорбентом и адсорбатом, является особым случаем. Явления такого рода называют хемосорбцией и химической адсорбцией. «Обычную» адсорбцию в случае, когда требуется подчеркнуть природу сил взаимодействия, называют физической адсорбцией.

Физическая адсорбция является обратимым процессом, условие равновесия определяется равными скоростями адсорбции молекул адсорбтива P на вакантных местах поверхности адсорбента S* и десорбции — освобождения адсорбата из связанного состояния S − P:
S∗+PS−P; S^* + P \leftrightarrow S-P;
уравнение равновесияя в таком случае:
K=S−PS∗P, K =\frac{}{},
где K — константа равновесия, и — доли поверхности адсорбента, занятые и незанятые адсорбатом, а — концентрация адсорбтива.

Количественно процесс физической мономолекулярной адсорбции в случае, когда межмолекулярным взаимодействием адсорбата можно пренебречь, описывается уравнением Ленгмюра:
θ=α⋅P1+α⋅P, \theta =\frac{\alpha\cdot P}{1+\alpha\cdot P},
где θ\theta — доля площади поверхности адсорбента, занятая адсорбатом, α\alpha — адсорбционный коэффициент Ленгмюра, а P — концентрация адсорбтива.

Поскольку S−P=θ =\theta и, соответственно, S∗=1−θ =1 — \theta, уравнение адсорбционного равновесия может быть записано следующим образом:
K=θ(1−θ)P K =\frac{\theta}{(1-\theta)P}
Уравнение Ленгмюра является одной из форм уравнения изотермы адсорбции. Под уравнением изотермы адсорбции (чаще применяют сокращённый термин — изотерма адсорбции) понимают зависимость равновесной величины адсорбции от концентрации адсорбтива a=f(С) при постоянной температуре (T=const). Концентрация адсорбтива для случая адсорбции из жидкости выражается, как правило, в мольных либо массовых долях. Часто, особенно в случае адсорбции из растворов, пользуются относительной величиной: С/С_s, где С — концентрация, С_s — предельная концентрация (концентрация насыщения) адсорбтива при данной температуре. В случае адсорбции из газовой фазы концентрация может быть выражена в единицах абсолютного давления, либо, что особенно типично для адсорбции паров, в относительных единицах: P/P_s, где P — давление пара, P_s — давление насыщенных паров этого вещества. Саму величину адсорбции можно выразить также в единицах концентрации (отношение числа молекул адсорбата к общему числу молекул на границе раздела фаз). Для адсорбции на твёрдых адсорбентах, особенно при рассмотрении практических задач, используют отношение массы или количества поглощённого вещества к массе адсорбента, например мг/г или ммоль/г.

Характеристики адсорбции

Адсорбция – концентрирование веществ на поверхности или в объеме микропор твердого тела – адсорбента. Поглощаемое вещество, находящееся в газовой и жидкой фазе, называется адсорбтивом, а после перехода его в адсорбированное состояние – адсорбатом.

Адсорбция является частным случаем сорбции, а процесс, обратный адсорбции называется десорбция

Различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. Процессы адсорбции избирательны и обычно обратимы. Благодаря их обратимости возможно выделение поглощенных веществ из адсорбентов (процесс десорбции).

Большинство промышленных адсорбентов имеют внутреннюю структуру, включающую поры различного размера. В зависимости от размера поры подразделяются на три типа:

микропоры, имеющие размеры, соизмеримые с размерами молекул (эффективные радиусы – радиусы эквивалентных модельных адсорбентов с цилиндрическими порами – составляют преимущественно 0,5-1,0 нм, верхняя граница 1,5 нм, суммарный объем микропор промышленных адсорбентов обычно не превышает 0,5 см3/г)
переходные поры, иногда называемые мезопорами (эффективные радиусы составляют примерно от 1,5 до 100-200 нм, удельная поверхность – поверхность адсорбента, отнесенная к единице его массы, – 10-400 м2/г)
макропоры (эффективные радиусы больше 100-200 нм, удельная поверхность 0,5-2 м2/г, объем макропор у активных углей – 0,2-0,8 см3/г)

Все адсорбенты в соответствии с преобладающим размером пор можно подразделить на три класса: макропористые, переходнопористые, микропористые

Адсорбенты

Общий

Адсорбент — это материал, оптимизированный для определенного типа адсорбции. Поэтому не существует единого списка характеристик, позволяющих определить адсорбент, а существует очень большое количество типов материалов, которые могут иметь очень разные свойства. Можно определить следующие свойства:

адсорбционная способность, которая может быть связана с удельной поверхностью или объемом пор;
энергия взаимодействия, которая обуславливает более или менее обратимый характер адсорбции, слишком высокая энергия может препятствовать регенерации адсорбента путем десорбции;
кинетика адсорбции может быть важным параметром в некоторых процессах, таких как разделение газа путем инверсии давления ;
устойчивость к давлению, температуре, стойкость к истиранию могут быть существенными факторами срока службы адсорбента;
морфология адсорбента является важным моментом, если используется твердый слой адсорбента, пересекаемый жидкостью;
необходимо учитывать финансовые и экологические издержки, а также доступность адсорбента на местах.

В настоящее время существует два основных класса материалов с большой площадью поверхности, используемых в качестве крупномасштабных адсорбентов: активированный уголь (также называемый активированным углем ) и оксиды, такие как цеолиты . Есть много других адсорбентов на основе углеродистых материалов, оксидов или полимеров.

Адсорбенты обычно используются в форме сферических гранул или стержней. Они должны иметь хорошую стойкость к истиранию и температуре, а также иметь мелкие поры, что обеспечивает большую удельную поверхность . Самые известные промышленные адсорбенты можно разделить на три семейства:

Класс	Примеры	Характеристики
Угольные адсорбенты	Активированный уголь и графит	Гидрофобный и неполярный
Кислородные адсорбенты	Активированный оксид алюминия , силикагель и цеолиты	Гидрофильный и полярный
Полимерные адсорбенты	Часто сшитые стирольные полимеры	Полярные и неполярные функции в полимерной матрице

Активированный уголь

Активированный уголь готовится в две фазы: карбонизация прекурсора, такого как древесина, для получения углерода и активация этого углерода химическим воздействием для развития его адсорбирующих свойств. Эти две фазы могут выполняться последовательно или одновременно в зависимости от производственных процессов. В зависимости от используемого прекурсора и условий производства могут быть получены активированные угли с различными свойствами: удельной площадью поверхности, размером пор, объемом пор и т. Д.

В общем, активированный уголь является отличным адсорбентом: его способность адсорбировать органические молекулы и газы замечательна, поэтому его используют в защитных масках, в универсальном антидоте египтян или в лекарствах от диспепсии . Большая часть текущего производства используется для улавливания загрязняющих веществ в водном растворе для получения питьевой воды или для очистки газовых потоков (очистка газа или очистка воздуха).

Кислородные адсорбенты

Благодаря своей кристаллической слоистой структуре глины и цеолиты являются хорошими естественными адсорбентами.