年产1000吨聚胺-聚丙烯酸酯嵌段共聚物的生产工艺设计(4)
分子被吸附后，一般动能降低，故吸附是放热过程。物理吸附的吸附热较少，一般为5~10kcal/mol。物理吸附在低温下也可进行，不需要较高的活化能。物理吸附类似于凝聚现象，因此吸附速率和解吸速率都很快，易达到平衡状态。有时吸附速率很慢，这是由于在吸附剂颗粒的孔隙中的扩散速率所致。
物理吸附是可逆的，即在吸附的同时，被吸附的分子由于热运动会离开固体表面，分子脱离固体表面的现象称为解吸。物理吸附可以成单分子层吸附或多分子层吸附。由于分子间引力的普遍存在，一种吸附剂可吸附多种物质，故物理吸附选择性较差。但由于吸附物性质不同，吸附的量有所差别。物理吸附与吸附剂的表面积、孔分布和温度等因素有密切的关系。
1.4.2化学吸附
所谓化学吸附(chemical adsorption)是在吸附剂和吸附物之间有电子的转移，发生化学反应而产生化学键，属于库仑力范围。这是由于固体表面原子的价未完全被相邻原子所饱和，还有剩余的成键能力，它与通常的化学反应不同，即吸附剂表面的反应原子保留了原来的格子不变。同时化学吸附放出热量很大，一般在10~100kcal/mol的范围内。但化学吸附需要的活化能较高，需在较高的温度下进行。化学吸附的选择性较强，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用。因此化学吸附只能是单分子层吸附，吸附后较稳定，不易解吸，平衡慢。这种吸附与吸附剂的表面化学性质以及吸附物的化学性质直接有关。
物理吸附与化学吸附虽然有区别，但有时很难严格划分，两种吸附的比较见表1-1。
表1-1 物理吸附与化学吸附的特点
项目 物理吸附 化学吸附
作用力 范德华力 库仑力
吸附力 较小，接近液化热 较大，接近反应热
选择性 几乎没有 有选择性
吸附速度 较快，需要的活化能很小 慢，需要较高的活化能
吸附分子层 单分子或多分子层 单分子
1.4.3交换吸附
吸附剂表面如为极性分子或离子所组成，它会吸引溶液中带相反电荷的离子而形成双电层，这种吸附称为极性吸附。同时，吸附剂与溶液间发生离子交换，即吸附剂吸附离子后，同时要放出等当量的离子于溶液中，因此也称为交换吸附(exchange adsorption)。离子的电荷是交换吸附的决定因素，离子所带电荷越多，它在吸附剂表面的相反电荷点上的吸附力就越强。
必须指出，各种类型的吸附之间不可能有明确的界线，有时很难区别，有时几种吸附同时发生，因此从溶液中吸附较为复杂，吸附气体时所得到的规律不能完全适用[2]。
1.5吸附材料和吸附树脂的分类
在化工生产过程中，为了得到高质量、高纯度的产品，经常遇到产物与副产品、未反应物及催化剂等的分离、精制操作过程。因此，需要具有高选择性、高效率的分离材料和分离方法。目前，分离方法大体可归纳如图1.1所示的过程。
1.1 液态物质分离法
1.1 液态物质分离法
作为固体分离材料，以往常使用的有活性炭、合成沸石、硅胶、活性氧化铝、活性白土等。近年来，合成的吸附材料取得了很大进展，其中包括在型大孔离子交换树脂研究的基础上发展的球形、高比表面的大孔吸附树脂。吸附材料的分类见图1.2所示。
1.2 吸附材料分类
吸附材料的吸附特性主要取决于吸附材料表面的化学性质、比表面积和孔径。由于大孔吸附树脂的基质是合成的高分子化合物，因此可以通过选择各种适当的单体、致孔剂和交联剂，根据要求对孔结构进行调制；同时还可通过化学修饰改变表面的化学状态，因此同常规的吸附材料相比品种更多，性能更为优异。另外，大孔吸附树脂的应用范围广泛并可以用水、有机溶剂、酸、碱溶液等对被吸附物进行洗脱，使用更为方便。