Thread Content
Bài viết này cuối cùng được chỉnh sửa bởi Tôi vốn là người tốt bụng vào ngày 2016-8-9 lúc 09:39. Các chất hấp phụ có thể được phân loại dựa trên kích thước lỗ, hình dạng hạt, thành phần hóa học, tính độc lực của bề mặt, v.v. Ví dụ: chất hấp phụ có lỗ lớn và lỗ nhỏ; chất hấp phụ dạng bột, dạng hạt, dạng thanh; chất hấp phụ dạng carbon và oxit; chất hấp phụ có tính độc lực và không có tính độc lực, v.v. Các chất hấp phụ thường được sử dụng bao gồm các loại chất hấp phụ carbon hoạt tính được tạo từ vật liệu carbon, cùng các chất hấp phụ thuộc nhóm oxit kim loại và phi kim loại (như silicagel, alumina, màng lọc phân tử, đất sét tự nhiên, v.v.). Các chỉ số chính để đánh giá chất hấp phụ bao gồm: khả năng hấp phụ các loại khí bẩn khác nhau, tỷ lệ mài mòn, mật độ xếp chồng khi ở trạng thái rời rạc, diện tích bề mặt riêng, độ bền chống vỡ dưới tải trọng, v.v. Dùng để lọc khí độc, tinh chế dầu mỏ và dầu thực vật, ngăn chặn virus và nấm mốc, thu hồi xăng từ khí tự nhiên, cũng như tẩy màu cho giấm và các chất có màu nâu khác. Các chất hấp phụ thường được sử dụng trong công nghiệp bao gồm: silicagel, oxit nhôm hoạt tính, than hoạt tính, màng lọc phân tử, v.v. Ngoài ra còn có các vật liệu hấp phụ được phát triển nhằm mục đích hấp phụ có chọn lọc một thành phần cụ thể nào đó. Silica gel là một chất khử ẩm có tính ưa nước và mang tính phân cực; nó thường được sử dụng để làm khô các chất lỏng, tách các hỗn hợp khí, cũng như các thành phần trong dầu mỏ. Silica gel dùng trong công nghiệp được chia thành loại lỗ thô và loại lỗ mịn. Silica gel có lỗ thô, trong điều kiện độ ẩm tương đối cao, khả năng hấp phụ có thể đạt trên 80% trọng lượng của chất hấp phụ; còn trong điều kiện độ ẩm thấp, khả năng hấp phụ của nó lại **thấp hơn** so với silica gel có lỗ nhỏ. Tính chất của nhôm oxit hoạt tính phụ thuộc vào trạng thái cấu trúc của hydroxit ban đầu. Thông thường, đó không phải là Al2O3 thuần khiết, mà là chất có cấu trúc xốp, dạng vô định hình và chứa một lượng nước nhất định. Trong chất này, ngoài các phân tử keo vô định hình ra, còn có cả các tinh thể hydroxit nữa. Do bề mặt các lỗ xốp của nó có tính hoạt động cao, nên nó còn được gọi là nhôm oxit hoạt tính. Nó có khả năng kết dính với nước rất mạnh, và là loại chất hấp phụ được sử dụng để làm khô triệt để các lượng nước còn sót lại. Than hoạt tính được tạo ra từ các nguyên liệu chứa carbon như than gỗ, vỏ trái cây, than đá, thông qua quá trình xử lý để biến chúng thành than hoạt tính. Phương pháp kích hoạt có thể được chia thành hai nhóm lớn, đó là phương pháp kích hoạt bằng hóa chất và phương pháp kích hoạt bằng khí. Phương pháp kích hoạt bằng hóa chất là việc thêm các chất hóa học như kẽm clorua, kali sunfua vào nguyên liệu, sau đó nung ở môi trường không có khí oxi để tạo ra quá trình carbon hóa và kích hoạt. Phương pháp kích hoạt bằng khí là việc đun nóng nguyên liệu than hoạt tính trong môi trường không hoạt động; thường ở nhiệt độ dưới 700°C, các thành phần dễ bay hơi sẽ được loại bỏ. Sau đó, hơi nước, khí carbon dioxide, khí thải từ lò đốt, không khí… sẽ được đưa vào để tạo phản ứng, giúp kích hoạt than hoạt tính. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ từ 700 đến 1200°C. Than hoạt tính chứa nhiều cấu trúc lỗ vi mô nên có khả năng hấp phụ xuất sắc. Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước, tẩy màu, hấp phụ khí, v.v. Đặc điểm của zeolit là khả năng hoạt động như một loại màng lọc phân tử; nó có các khe hở có kích thước đều nhau, chẳng hạn như 3A0, 4A0, 5A0, 10A0. Zeolit 4A0 có kích thước lỗ là 4A0, có khả năng hấp phụ metan và etan, nhưng không hấp phụ các hydrocarbon no có số nguyên tử carbon từ 3 trở lên. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong việc hấp phụ và tách khí, làm khô khí và chất lỏng, cũng như trong việc tách các loại ankan đồng phân. Sàng phân tử carbon thực chất cũng là một dạng than hoạt tính. Điểm khác biệt so với các chất hấp phụ bằng carbon thông thường là kích thước của các lỗ vi mô trong sàng phân tử carbon được phân bố đều trong một khoảng nhỏ. Kích thước các lỗ vi mô này tương đương với đường kính của các phân tử khí cần được tách ra. Diện tích bề mặt riêng của các lỗ vi mô chiếm hơn 90% tổng diện tích bề mặt của sàng phân tử carbon. Cấu trúc lỗ của bộ lọc phân tử carbon chủ yếu được sắp xếp như sau: các lỗ lớn có đường kính lớn và nối thông với bề mặt ngoài của các hạt carbon; các lỗ trung gian phát sinh từ các lỗ lớn; còn các lỗ vi mô thì phát sinh từ các lỗ trung gian. Trong quá trình tách chiết, các lỗ lớn chủ yếu đóng vai trò là con đường vận chuyển, còn các lỗ nhỏ thì đóng vai trò như một bộ lọc phân tử. Các phương pháp sử dụng than làm nguyên liệu để tạo ra lọc phân tử carbon bao gồm phương pháp khử carbon hóa, phương pháp kích hoạt bằng khí, phương pháp lắng đọng carbon và phương pháp ngâm tẩm. Trong số đó, phương pháp khử carbon là phương pháp đơn giản nhất; tuy nhiên, để tạo ra các màng lọc phân tử carbon chất lượng cao, cần kết hợp sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Màng lọc phân tử carbon đã đạt được thành công trong lĩnh vực tách khí để sản xuất nitơ, và cũng có triển vọng rộng lớn trong việc tách các loại khí khác. Sỏi mô phân được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất như một chất hấp phụ rắn; các chất bị hấp phụ bởi nó có thể được giải phóng ra, và sỏi mô phân sau khi được sử dụng vẫn có thể được tái chế. Cũng được dùng để sấy khô, tinh chế, tách chiết và thu hồi khí và chất lỏng. Từ những năm 1960, chúng được sử dụng làm chất xúc tác trong ngành luyện dầu. Ngày nay, đã có nhiều loại chất xúc tác dạng màng phân tử được phát triển, phù hợp với các quy trình xúc tác khác nhau.