Aktivovaný hliníkje pórovitý materiál oxidu hliníka s vysokým povrchom, ktorý sa široko používa pri úrade vody, sušení plynu, nosiče katalyzátorov a ďalších polí kvôli jeho vynikajúcemu adsorpčnému výkonu. Jeho adsorpčný mechanizmus je založený hlavne na synergickom účinku fyzickej adsorpcie a chemickej adsorpcie.
Adsorpčný mechanizmus aktivovaného hlinitého
1. Fyzická adsorpcia
Fyzikálna adsorpcia závisí hlavne od pórovej štruktúry a povrchovej van der Waals sily aktivovaného hlinitého a jeho charakteristiky zahŕňajú:
• Vysoko špecifická plocha povrchu a bohatá mezoporézna štruktúra, ktorá môže adsorbovať molekuly plynu alebo kvapaliny prostredníctvom kapilárneho kondenzačného účinku.
• Polarita povrchu: Povrch hlinitého je bohatý na hydroxylové skupiny (-OH) a má silnejšiu adsorpčnú kapacitu polárnych molekúl (ako je voda, etanol atď.).
2. Chemická adsorpcia
Chemická adsorpcia zahŕňa chemické spojenie medzi povrchom aktivovaného hlinitého a adsorbátu, najmä vrátane:
• Adsorpcia výmeny iónov: Napríklad v procese defluorinácie sa povrchové hydroxylové skupiny (-OH) a fluoridové ióny (F⁻) podliehajú výmene ligandu:
Al - OH+F− → Al - F+OH -AL -OH+F− → AL - F+OH-
• Interakcia kyseliny: povrch hliníka má amfoterické vlastnosti a môže adsorbovať kyslé (napríklad So₂) alebo alkalické (napríklad NH₃) molekuly.
3. Adsorpčná selektivita
Adsorpčná kapacita aktivovaného hlinitého je ovplyvnená nasledujúcimi faktormi:
• Molecular polarity: It preferentially adsorbs molecules with strong polarity (such as water>ethanol>metán).
• Molekulárna veľkosť: Rozdelenie veľkosti pórov určuje svoju selektívnu adsorpciu malých molekúl alebo organických látok špecifickej veľkosti.
• Hodnota pH: PH roztoku ovplyvňuje povrchový náboj a stav disociácie hydroxylovej skupiny, čím sa mení adsorpčná účinnosť iónov.
Regenerácia a recyklácia
• Tepelná regenerácia: zahrievanie na 150 - 300 stupňov na desorbovanie vody alebo prchavých organických zlúčenín.
• Chemická regenerácia: Ošetrenie kyslým alebo alkalickým roztokom na obnovenie adsorpčných miest.
• Regenerácia mikrovlnnej rúry: vysoká účinnosť a úspora energie, vhodné na regeneráciu priemyselného rozsahu.
Typické aplikácie
1. Sušenie plynu: Používa sa na dehydratáciu stlačeného vzduchu a zemného plynu.
2. Ošetrenie vody: Odstráňte znečisťujúce látky, ako je fluór, arzén a ťažké kovy z pitnej vody.
3. Petrochemikálie: adsorbové sulfidy a vlhkosť v uhľovodíkoch na zlepšenie čistoty oleja.
4. Catalyst Carrier: Zaťažujte drahé kovy pre katalytické reakcie.
Aktivovaný hliníkDosahuje účinnú adsorpciu prostredníctvom fyzikálnej a chemickej adsorpcie a jej výkon sa môže ďalej optimalizovať reguláciou veľkosti pórov, povrchových modifikácií a podmienok regenerácie.