Alumina ativadais a porous, high-surface-area aluminum oxide material that is widely used in water treatment, gas drying, catalyst carriers, and other fields due to its excellent adsorption performance. Its adsorption mechanism is mainly based on the synergistic effect of physical adsorption and chemical adsorption.
Mecanismo de adsorção de alumina ativada
1. Adsorção física
A adsorção física depende principalmente da estrutura porosa e da superfície van der Waals, força da alumina ativada, e suas características incluem:
• Alta área de superfície específica e estrutura mesoporosa rica, que pode adsorver moléculas de gás ou líquido através do efeito de condensação capilar .
• Polaridade da superfície: a superfície da alumina é rica em grupos hidroxila (-OH) e possui uma capacidade de adsorção mais forte para moléculas polares (como água, etanol, etc .) .
2. adsorção química
A adsorção química envolve a ligação química entre a superfície da alumina ativada e o adsorbato, incluindo principalmente:
• Adsorção de troca de íons: por exemplo, no processo de defluorinação, os grupos hidroxila da superfície (-OH) e os íons fluoreto (F⁻) passam por troca de ligantes:
Al -oh+f - → al -f+oh -al -oh+f - → al -f+oh−
• Interação ácida-base: a superfície da alumina possui propriedades anfotéricas e pode adsorver moléculas ácidas (como SO₂) ou alcalinas (como NH₃) .}
3. seletividade de adsorção
A capacidade de adsorção da alumina ativada é afetada pelos seguintes fatores:
• Molecular polarity: It preferentially adsorbs molecules with strong polarity (such as water>ethanol>metano) .
• Tamanho molecular: a distribuição do tamanho dos poros determina sua adsorção seletiva de pequenas moléculas ou matéria orgânica de um tamanho específico .
• Valor do pH: o pH da solução afeta a carga superficial e o estado de dissociação do grupo hidroxila, alterando assim a eficiência de adsorção dos íons .
Regeneração e reciclagem
• Regeneração térmica: aquecimento a 150 a 300 graus para desorbir água ou compostos orgânicos voláteis .
• Regeneração química: tratamento com solução ácida ou alcalina para restaurar os locais de adsorção .
• Regeneração de microondas: alta eficiência e economia de energia, adequada para regeneração em escala industrial .
Aplicações típicas
1. secagem a gás: usado para desidratação de ar comprimido e gás natural .
2. Tratamento de água: Remova poluentes como flúor, arsênico e metais pesados da água potável .
3. petroquímicos: adsorve sulfetos e umidade em hidrocarbonetos para melhorar a pureza do petróleo .
4. transportadora de catalisador: carregue metais preciosos para reações catalíticas .
Alumina ativadaA obtenção de adsorção eficiente por meio de adsorção física e química, e seu desempenho pode ser otimizado ainda mais, regulando o tamanho dos poros, a modificação da superfície e as condições de regeneração .