胶体与表面化学-第五章-常用吸附剂的结构、性能和改性课件.ppt

1、2022-4-16第五章第五章常用吸附剂常用吸附剂多孔物质的物理结构的测定方法常见吸附剂的结构与性能固体表面的改性和应用密度 V V堆堆= = V V隙隙+ +V V孔孔+ + V V骨骨 密度dmdV堆堆堆堆积密度密度dmdVd颗颗颗颗颗粒密度用计算多孔物的微孔体积密度颗粒密度仪密度123dmmddVmWW真真介质真、真密度密度堆颗真ddd比表面积比表面积比表面积200201022400mlnmmAmAV N SSVNSM：盖满单分子层的饱和吸附量（，标准状态）：阿佛加得罗常数，：每个吸附质分子的截面积（）：吸附质的分子量比表面积00)()(SNmxSSSmxAmm：按下式计算比表面积，便可

2、并知溶质分子的截面积饱和吸附量溶质盖满单分子层时的在溶液吸附中，若侧得孔体积孔体积11VVVdd孔颗骨颗真孔体积孔体积）的密度（：吸附温度时）：样品质量（）的质量（：空瓶吸附）的质量（样品吸附积，（：样品内部的微孔总体样）空）样样）空）样mlgCClgWgCClWgCClWgmlVWWWVCClCClCClCCl/:)/44(4(4444平均孔半径平均孔半径)(105 . 2)(103)(102)/(),/(,22,33322nmSVrnmSVrnmSVrgmSgmlVSVrlrSlrV值有时也可取两者的平均若孔为圆锥形圆柱体的平均孔半径内表面积空心圆柱（即孔隙）的圆柱体的体积孔径分布u气体或

3、蒸气吸附法气体或蒸气吸附法u压汞法压汞法孔径分布0122coslnrpMMpRTrRTr孔径分布孔径分布r%孔径分布KelvinKelvin公式公式0122coslnrpMMpRTrRTr。0lnmpVRTpr吸02lnmpVRTpr脱0pppp吸吸脱孔径分布2L2 rcos2 r cos2 r cos2 r cos140r p2 cos140r=-ffffp 表退表压孔径分布孔径分布粒度粒度不同的放大倍数，不同的放大倍数，1 1格代表不同的长度格代表不同的长度粒度iinNN粒度粒度u用显微镜放大颗粒，然后通过数字摄像机和计算机数字图像处理技术分析颗粒大小和形貌u能给出不同等效原理的粒度分布u

4、能直接观察颗粒分散状况、粉体样品的大致粒度范围、是否存在低含量的大颗粒或小颗粒情况等等u并增加了详细的圆度分析功能粒度313212()()iiiiiiiiviiiiisiivsn ddnn ddnn ddnddd多分散体系粒度2002()992()rgvvrg粒度粒度硅胶硅胶硅胶的骨架硅胶的骨架( (Si0Si02 2) )是以硅是以硅原子为中心、氧原子为顶原子为中心、氧原子为顶点的点的SiSiO O四面体在空间四面体在空间不太规则地堆积而成的无不太规则地堆积而成的无定形体。定形体。Si0Si02 2一旦和湿空一旦和湿空气接触，其表面上的硅原气接触，其表面上的硅原子就和水子就和水“反应反应”，

5、产生，产生羟基，这就是化学吸附的羟基，这就是化学吸附的水。除此之外，表面上也水。除此之外，表面上也有物理吸附水。有物理吸附水。硅胶活性氧化铝 u 活性氧化铝是具有吸附和催化性能的多孔大表面氧活性氧化铝是具有吸附和催化性能的多孔大表面氧化铝。化铝。u它广泛用作炼油、橡胶、化肥、石油化工中的吸附它广泛用作炼油、橡胶、化肥、石油化工中的吸附剂、干燥剂、催化剂或裁体、除氟剂。剂、干燥剂、催化剂或裁体、除氟剂。活性炭活性炭是一种多孔性含碳物活性炭是一种多孔性含碳物质，具有很强的吸附能力。质，具有很强的吸附能力。它主要由各种有机物质它主要由各种有机物质( (如如木、煤、果核、果壳等木、煤、果核、果壳等)

6、)经经炭化和活化制成的。炭化和活化制成的。活性炭吸附树脂u吸附树脂是一种不含离子交换基团的高交链度体型高分吸附树脂是一种不含离子交换基团的高交链度体型高分子珠粒，其内部拥有分子水平的孔道，提供扩散通道和吸子珠粒，其内部拥有分子水平的孔道，提供扩散通道和吸附场所附场所u它的特点是容易再生，可反复使用。它的特点是容易再生，可反复使用。吸附树脂吸附树脂黏土是岩石经过风化作用形成的。粘土成份相当复杂是岩石经过风化作用形成的。粘土成份相当复杂，组成粘土矿的，组成粘土矿的主要元素是硅、氧和铝主要元素是硅、氧和铝，粘土中，粘土中还常含有石灰石、石膏、氧化铁和其它盐类。还常含有石灰石、石膏、氧化铁和其它盐类。

7、黏土吸附角度吸附土活性白土酸性白土非吸附土高岭土黏土四种晶型高岭土蒙脱土凹凸棒土伊利土黏土硅藻土u硅藻死后，它们坚固多孔的外壳细胞壁也不会分解，而会沉于水底，经过亿万年的积累和地质变迁成为硅藻土。硅藻土硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，工业上常用来作为保温材料，过滤材料、填料，工业上常用来作为保温材料，过滤材料、填料、研磨材料、水玻璃原料及催化剂载体等。、研磨材料、水玻璃原料及催化剂载体等。硅藻土分子筛分子筛分子筛是以是以SiOSiO2 2和和AlAl2 20 03 3为主要成分的结晶铝硅酸盐其晶为主要成分的结晶铝硅酸盐其晶体中有许多一定大小

8、的空穴，空穴之间有许多直径相同体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多直径相同的孔的孔( (又称又称“窗口窗口”) )相连。因它能将比孔径小的分子吸相连。因它能将比孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在外面，起到附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在外面，起到筛分分子的作用，所以称为分子筛。筛分分子的作用，所以称为分子筛。分子筛分子筛 为达到某种目的，任何使固体表面性为达到某种目的，任何使固体表面性质发生变化的各种措施（包括物理的或化质发生变化的各种措施（包括物理的或化学的）都可以认为是学的）都可以认为是表面改性，俗称表面表面改性，俗称表面处理。处理。 改性方法与机理RSiX改性

9、方法与机理改性方法与机理v 等离子，即物质的第四态，由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气态物质。v 它的能量范围比气态、液体、固态物质都高。存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子，在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子，产生一系列物理和化学过程。改性方法与机理经等离子体表面清洗和活化以后，聚四氟乙烯塑料板浸润性大大改善,滴上去的水滴马上就散开了 改性效果的评价当当9090时，时，9090时时, , ()coscoscoscosg sl sg lg sl sg l Wenzel 方程改性效果的评价若液体对改性样品有较好的润湿性则若液体对改性样品有较好的润湿性则黏度降低，反之则黏度升高黏度降低，反之则黏度升高改性效果的评价若液体能很好的润湿固体，则悬浮液若液体能很好的润湿固体，则悬浮液较稳定较稳定若润湿性不好，则悬浮液稳定性较差若润湿性不好，则悬浮液稳定性较差改性效果的评价若固体表面发生改性，则吸附性能也若固体表面发生改性，则吸附性能也可能随之改变可能随之改变表面改性的应用表面改性的应用