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物理吸附剂和化学吸附剂的区别有哪些?

物理吸附剂和化学吸附剂的区别有哪些?

    吸附剂也称吸收剂。这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面,使液态微量化合物添加剂变为固态化合物,有利于实施均匀混合。是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便、容易再生;有极好的吸附性和机械性特性。
    物理吸附剂不发生化学反应,但使用物质的物理性质,典型的是活性炭,因为活性炭多孔,容易吸附较大的杂质,甚至一些大的气体分子都能被吸附,这个过程不会发生化学反应反应。化学吸附剂使用化学反应。例如,当CO2是杂质时,让它通过石灰水,排出的气体不含二氧化碳,因为CO2和石灰水之间的反应会消耗二氧化碳。这个例子不太合适,因为石灰水通常用于指示实际实验中二氧化碳的存在,但在实际实验中却没有。它可以吸附杂质,因为Ca(OH)2本身具有低溶解度并且不能消耗大量的CO2。NaOH的效果会好很多。
    物理吸附有以下特点:
    ①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结,故物理吸附热较小,与相应气体的液化热相近;
    ②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大;
    ③物理吸附一般不需要活化能,故吸附和脱附速率都较快;任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附,没有选择性;
    ④物理吸附可以是单分子层吸附,也可以是多分子层吸附;
    ⑤被吸附分子的结构变化不大,不形成新的化学键,故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现,但可有位移;
    ⑥物理吸附是可逆的;
    ⑦固体自溶液中的吸附多数是物理吸附。
    化学吸附的主要特点是:仅发生单分子层吸附;吸附热与化学反应热相当;有选择性;大多为不可逆吸附;吸附层能在较高温度下保持稳定等。化学吸附又可分为需要活化能的活化吸附(activated adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated adsorption),前者吸附速度较慢,后者则较快。
    化学吸附是多相催化反应的重要步骤。研究化学吸附对了解多相催化反应机理,实现催化反应工业化有重要意义。吸附特点与物理吸附相比,化学吸附主要有以下特点:
    ①吸附所涉及的力与化学键力相当,比范德华力强得多。
    ②吸附热近似等于反应热。
    ③吸附是单分子层的。因此可用朗缪尔等温式描述,有时也可用弗罗因德利希公式描述。
    ④有选择性。
    ⑤对温度和压力具有不可逆性。另外,化学吸附还常常需要活化能。确定一种吸附是否是化学吸附,主要根据吸附热和不可逆性。
    吸附剂的种类:
    1、极性吸附剂,如硅胶和氧化铝,它可以去除亲水性颜料;
    2、半化学吸附:聚酰胺和大孔树脂。吸附原理是氢键,大孔树脂和一些范德华力。聚酰胺可以通过分子中的酰胺羰基与酚和黄酮的酚羟基形成氢键。它还可以与酰胺键上的游离胺和醌和脂肪羧酸上的羰基形成氢键;
    3、非极性吸附剂:如活性炭,纸浆,滑石粉,硅藻土。它可以去除亲脂性色素。活性炭是一种优异的吸附剂。它对颜料,细菌,热原和其他杂质等杂质具有很强的吸附能力,并且还具有助滤剂。内部有大量的微孔和空洞,表面积可达200-500m2/g。吸附原理:由于大多数颜料具有共轭双键结构,因此易于吸附。用途:冷吸附法,热吸附法,碳层助滤剂法,柱层析吸附法。

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