吸附劑分類、種類介紹

吸附劑可按孔徑大小、顆粒形狀、化學成分、表面極性等分類，如粗孔和細孔吸附劑，粉狀、粒狀、條狀吸附劑，碳質和氧化物吸附劑，極性和非極性吸附劑等。

常用吸附劑種類
常用的吸附劑有以碳質為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類吸附劑（如硅膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等）。最具代表性的吸附劑是活性炭，吸附性能相當好，但是成本比較高，曾應用在松花江事件中用來吸附水體中的甲苯。其次還有分子篩、硅膠、活性鋁、聚合物吸附劑和生物吸附劑等等。

工業性吸附劑分類
吸附劑一般都是用在工業生產中，因此根據工業的常用性可以把吸附劑分為六大類。
硅膠，它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等；
氧化鋁，它也是一種脫水的吸附劑；
活性炭，主要用于水處理、脫色和氣體處理；
聚丙烯酰胺，主要用于生活污水和有機廢水；
沸石分子篩，用于氣體吸附分離、氣體和液體干燥；
碳分子篩，主要起運輸通道作用，微孔則起分子篩的作用。
吸附劑一般也分為有機物和無機物兩類，有機物類如小麥胚粉，脫脂的玉米胚粉，玉米芯碎片，粗麩皮，大豆細粉以及吸水性強的谷物類等。無機物類則包括二氧化硅，蛭石，硅酸鈣等。

常用的吸附劑介紹
硅膠吸附劑
是一種堅硬、無定形鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆粒，分子式為SiO2.nH2O，為一種親水性的極性吸附劑。它是用硫酸處理硅酸鈉的水溶液，生成凝膠，并將其水洗除去硫酸鈉后經干燥，便得到玻璃狀的硅膠，它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。工業上用的硅膠分成粗孔和細孔兩種。粗孔硅膠在相對濕度飽和的條件下，吸附量可達吸附劑重量的80%以上，而在低濕度條件下，吸附量大大低于細孔硅膠。
氧化鋁吸附劑
活性氧化鋁是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質取決于最初氫氧化物的結構狀態，一般都不是純粹的Al2O3，而是部分水合無定形的多孔結構物質，其中不僅有無定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體。由于它的毛細孔通道表面具有較高的活性，故又稱活性氧化鋁。它對水有較強的親和力，是一種對微量水深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件下，它的干燥深度可達露點-70℃以下。
活性炭吸附劑
是將木炭、果殼、煤等含碳原料經炭化、活化后制成的。
活化方法可分為兩大類，即藥劑活化法和氣體活化法。藥劑活化法就是在原料里加入氯化鋅、硫化鉀等化學藥品，在非活性氣氛中加熱進行炭化和活化。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣氛中加熱，通常在700℃以下除去揮發組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并在700~1200℃溫度范圍內進行反應使其活化。
活性炭特性：
①活性炭的比表面積和孔隙結構
活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結構。比表面積可達500～1700㎡/g，其中小孔容積一般為0.15～0.9ml/g，表面積占比表面積的95%以上，過渡孔容積一般為0.02～0.1ml/g，表面積占比表面積的5%左右，而大孔容積一般為0.2～0.5ml/g，表面積很小，只有0.5～2㎡/g。
②活性炭的表面化學性質
由于活性炭表面有—OH基等，所以具有一些極性。 [4]
活性炭作用：
空氣凈化；污水處理場排氣吸附；飲料水處理；電廠水預處理；廢水回收前處理；生物法污水處理；有毒廢水處理；石化無堿脫硫醇；溶劑回收；化工催化劑載體；濾毒罐；黃金提取；化工品儲存排氣凈化；制糖、酒類、味精醫藥、食品精制、脫色；乙烯脫鹽水填料；汽車尾氣凈化；PTA氧化裝置凈化氣體。 [3]
沸石分子篩吸附劑
又稱合成沸石或分子篩，其化學組成通式為：
[M2（Ⅰ）M（Ⅱ）]O.Al2O3.nSiO2. mH2O
式中M2（Ⅰ）和M（Ⅱ）分別為為一價和二價金屬離子，多半是鈉和鈣，n稱為沸石的硅鋁比，硅主要來自于硅酸鈉和硅膠，鋁則來自于鋁酸鈉和Al（HO）3等，它們與氫氧化鈉水溶液反應制得的膠體物，經干燥后便成沸石，一般n=2~10，m=0~9。
沸石的特點是具有分子篩的作用，它有均勻的孔徑，如3A0、4A0、5A0、10A0細孔。有4A0孔徑的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三個碳以上的正烷烴。它已廣泛用于氣體吸附分離、氣體和液體干燥以及正異烷烴的分離。
碳分子篩吸附劑
實際上也是一種活性炭，它與一般的碳質吸附劑不同之處，在于其微孔孔徑均勻地分布在一狹窄的范圍內，微孔孔徑大小與被分離的氣體分子直徑相當，微孔的比表面積一般占碳分子篩所有表面積的90%以上。碳分子篩的孔結構主要分布形式為：大孔直徑與碳粒的外表面相通，過渡孔從大孔分支出來，微孔又從過渡孔分支出來。在分離過程中，大孔主要起運輸通道作用，微孔則起分子篩的作用。
以煤為原料制取碳分子篩的方法有碳化法、氣體活化法、碳沉積法和浸漬法。其中炭化法最為簡單，但要制取高質量的碳分子篩必須綜合使用這幾種方法。
碳分子篩在空氣分離制取氮氣領域已獲得了成功，在其它氣體分離方面也有廣闊的前景。
聚丙烯酰胺吸附劑
1）用于污泥脫水根據污泥性質可選用本產品的相應型號，可有效在污泥進入壓濾之前進行污泥脫水，脫水時，產生絮團大，不粘濾布，壓濾時不散，流泥餅較厚，脫水效率高，泥餅含水率在80%以下。
2）用于生活污水和有機廢水的處理，本產品在配性或堿性介質中均呈現陽電性，這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進行絮凝沉淀，澄清很有效。如生產糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味精廠廢水，制糖廢水，有機含量高 廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高數倍或數十倍，因為這類廢水普遍帶陰電荷。
3）用于以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機絮凝劑復合使用效果更好，它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。
4）造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
5）用于油田經學助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。
6）用于紡織上漿劑、漿液性能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。