根據吸附力的不同,有機廢氣中揮發性有機物的吸附可分為物理吸附和化學吸附。接下來,我將介紹第二種化學吸附。
化學吸附也稱為活性吸附。它是由固體表面與吸附氣體分子之間的化學鍵合力引起的,是固體與吸附質之間化學相互作用的結果。有時它不能產生普通意義上的可識別化合物?;瘜W吸附的范德華力遠大于物理吸附的范德華力。
由于化學作用,化學吸附熱遠高于物理吸附熱,可達到化學反應熱的量級,一般為80~400kj/mol,如氫可被鎢或鎳吸附,但不能被鋁或銅吸附。與物理吸附不同,化學吸附往往是不可逆的,解吸后的物質往往與原始物質不同,發生化學變化。
考慮到化學吸附過程中能量的變化,吸附分子的結構發生了變化,吸附分子的活性顯著提高,使反應活化能低于自由分子,從而加快了反應速率。因此,固體表面的催化作用可用化學吸附來解釋??梢钥闯?,化學吸附催化中特別重要,這將第4章中描述。由于化學吸附過程中發生化學反應,化學吸附可以較高的溫度下進行,吸附速度隨溫度的升高而增大。
與物理吸附不同,化學吸附是單層吸附。
需要指出的是,同一物質的物理吸附可能發生較低的溫度,而化學吸附往往發生較高的溫度。也就是說,物理吸附往往發生化學吸附之前,化學吸附只有吸附劑逐漸具有足夠的活性時才會發生,或者可能同時發生兩種吸附方式。
另外,吸附的工業應用中,有變溫吸附和變壓吸附的概念。
(1) 變溫吸附是指常壓下,吸附劑的平衡吸附量隨溫度的升高而降低,采用常溫吸附、溫升解吸的操作方法。
(2) 變壓吸附(PSA)是利用吸附劑的吸附容量隨溫度的升高而增大的特點,一定溫度下,利用較高的壓力(高壓或常壓)完成吸附,較低的壓力(常壓或負壓)完成解吸的一種操作方法氣體分壓增加。
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