Aktivizēts alumīnija oksīdsis a porous, high-surface-area aluminum oxide material that is widely used in water treatment, gas drying, catalyst carriers, and other fields due to its excellent adsorption performance. Its adsorption mechanism is mainly based on the synergistic effect of physical adsorption and chemical adsorption.
Aktivizētā alumīnija oksīda adsorbcijas mehānisms
1. fiziskā adsorbcija
Fiziskā adsorbcija galvenokārt ir atkarīga no aktivētā alumīnija oksīda porainās struktūras un virsmas van der Waals spēka, un tās īpašības ietver:
• Augsts specifisks virsmas laukums un bagātīgā mezoporiskā struktūra, kas var adsorbēt gāzes vai šķidru molekulas caur kapilāru kondensācijas efektu .
• Virsmas polaritāte: alumīnija oksīda virsma ir bagāta ar hidroksilgrupām (-OH), un tai ir spēcīgāka polāro molekulu adsorbcijas spēja (piemēram, ūdens, etanols utt.
2. ķīmiskā adsorbcija
Ķīmiskā adsorbcija ietver ķīmisko saistību starp aktivētā alumīnija oksīda virsmu un adsorbātu, galvenokārt iekļaujot:
• Jonu apmaiņas adsorbcija: Piemēram, defluorēšanas procesā virsmas hidroksilgrupas (-OH) un fluora joniem (f⁻) notiek ligandu apmaiņa:
Al - OH+F - → Al - F+OH - Al - OH+F− → Al - F+OH−
• Skābes-bāzes mijiedarbība: alumīnija oksīda virsmai ir amfoteriskas īpašības un var adsorbēt skābi (piemēram, So₂) vai sārmainu (piemēram, NH₃) molekulas .
3. adsorbcijas selektivitāte
Aktivētā alumīnija oksīda adsorbcijas spēju ietekmē šādi faktori:
• Molecular polarity: It preferentially adsorbs molecules with strong polarity (such as water>ethanol>metāns) .
• Molekulārais izmērs: poru lieluma sadalījums nosaka tā selektīvo mazo molekulu adsorbciju vai konkrēta izmēra organiskās vielas .
• PH vērtība: šķīduma pH ietekmē hidroksilgrupas virsmas lādiņu un disociācijas stāvokli, tādējādi mainot jonu adsorbcijas efektivitāti .
Reģenerācija un pārstrāde
• Termiskā reģenerācija: sildīšana ar 150–300 grādu līdz desorbai vai gaistošiem organiskiem savienojumiem .
• Ķīmiskā reģenerācija: apstrāde ar skābi vai sārmainu šķīdumu, lai atjaunotu adsorbcijas vietnes .
• Mikroviļņu reģenerācija: augsta efektivitāte un enerģijas taupīšana, piemērota rūpnieciskā mēroga reģenerācijai .
Tipiskas lietojumprogrammas
1. Gāzes žāvēšana: izmanto saspiesta gaisa un dabasgāzes dehidratācijai .
2. Ūdens apstrāde: noņemiet piesārņotājus, piemēram, fluoru, arsēnu un smagos metālus no dzeramā ūdens .
3. naftas ķīmijas: adsorbijas sulfīdi un mitrums ogļūdeņražos, lai uzlabotu eļļas tīrību .
4. Catalyst Carrier: ielādējiet dārgmetālus katalītiskajām reakcijām .
Aktivizēts alumīnija oksīdssasniedz efektīvu adsorbciju, izmantojot fizisko un ķīmisko adsorbciju, un tās veiktspēju var vēl optimizēt, regulējot poru lielumu, virsmas modifikācijas un reģenerācijas apstākļus .