Технологии водоочистки

Глава 2.3. Технологии очистки сточных и природных вод экстракцией, ионным обменом и адсорбцией При химической адсорбции молекулы адсорбата жестко фиксиро­ ваны на поверхности адсорбента и не могут свободно перемещаться по его поверхности в отличие от физической адсорбции, Поэтому хемосорб- цию называют локализованной, а физическую - нелокализованной. На эффективность физической адсорбции влияет температура - при высокой температуре физическая адсорбция происходит незначи­ тельно, хемосорбция от температуры мало зависит. С повышением тем­ пературы t интенсивность колебаний молекул адсорбата возрастает и ве­ роятность разрыва связи адсорбата с адсорбентом также возрастает. Фи­ зически адсорбированные молекулы способны покидать поверхность ад­ сорбента, т.е. десорбироваться. Время, в течение которого молекула нахо­ дится на поверхности адсорбента, называется временем адсорбции. Количество молекул, адсорбирующихся (или десорбирующихся) за единицу времени и отнесенных к единице поверхности или массы адсор­ бента, называется скоростью адсорбции (или десорбции). При равенстве скоростей адсорбции и десорбции наступает адсорбционное равновесие. С ростом концентрации ci и (или) парциального давления pi /-го адсорбтива в объеме увеличивается частота и амплитуда колебаний моле­ кул адсорбтива вблизи границы раздела фаз и, соответственно, увеличи­ вается вероятность попаданий молекул адсорбтива на поверхность адсор­ бента и пропорционально ей возрастает скорость адсорбции и равновес­ ное количество А адсорбированных молекул. Адсорбцию в количественном отношении оценивают двумя вели­ чинами: адсорбционной способностью (или адсорбируемостью, или вели­ чиной адсорбции) и гиббсовской адсорбцией. Адсорбционная способность - количество адсорбата, поглощенно­ го единицей площади поверхности или единицы массы адсорбента. Если соотнести адсорбционную способность с единицей времени, то можно получить удельную адсорбционную способность. Гиббсовская адсорбция - разница концентраций адсорбата в по­ верхностном слое адсорбента и в объеме фаз, оставшаяся после адсорб­ ции. Величина гиббсовской адсорбции может иметь отрицательное зна­ чение, если концентрация адсорбтива больше концентрации адсорбата, и положительное значение, если концентрация адсорбата больше концен­ трации адсорбтива (т.е. большая часть адсорбтива перешла в адсорбат). 112