溶液中的吸附预报0国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系.DOC

高雄應用科技大學 物理化學實驗預報 實驗題目: 溶液中的吸附 班級:四化材三甲 組別:第四組 學號:1100101120 姓名:陳依詠 指導老師:吳瑞泰 老師 目錄 一、實驗目的…………………p.3 二、原理及相關知識………p.3~12 三、器材及藥品………………p.12 四、實驗步驟……………p.12~13 五、廢棄物處理………………p.13 六、參考文獻…………………p.14 實驗目的[1] 1. 了解吸附的定義，吸附有關理論及測定法 2. 測定在乙酸水溶液中，活性碳對乙酸的吸附量熟悉吸附等溫線的繪製測定Freundlich吸附等溫線中的常數 Freundlich方程式，求出Freundlich吸附等溫線中的常數 吸附劑(活性碳)的特性，比表面積、粒徑、硬度、及表面極性及孔隙大小等均會影響活性碳吸附。 §定義[2]： 吸附(adsorption)，利用固體吸附以移除氣體或液體中某一成分。吸附機制一般依鍵結作用可分為化學吸附及物理吸附，如下表： 化學吸附 物理吸附 吸附量與反應性相關 有時需在高溫下吸附 固氣介面有電子轉移 吸附力強，不易脫附再生 化學鍵力(50~400KJ/g-mole) 高選擇性 單層吸附 吸附量通常與表面積成正比 在較低溫度吸附 固氣介面無電子轉移 可脫附再生 凡德瓦爾力(2~20 KJ/g-mole) 非選擇性 單層或多層吸附 Freundlich adsorption isotherm (Freundlich吸附等溫線 or (eq.1) 通常又寫成 or (eq.2) 其中， x為吸附量，m為吸附劑的質量，p為吸附時的平衡壓力，c為吸附溶液中的平衡溶度。K與n是常數，其大小受溫度、吸附劑與受吸質影響。 §定義兩種吸附的種類[3]: 物理吸附 物理吸附 物理吸附也稱為凡德瓦吸附，它是吸附質和吸附劑以分子間作用力為主的吸附。物理吸附由吸附質與吸附劑分子間引力（即凡德瓦力）所引起的吸附，在吸附過程中物質不改變原來的性質，因此吸附能小，結合力較弱，吸附熱比較小，容易脫附，如活性炭對氣體的吸附，只要升高溫度，就可以使被吸附的氣體逐出活性炭表面。 化學吸附 化學吸附 化學吸附是吸附質和吸附劑以分子間的化學鍵為主的吸附。化學吸附是指吸附劑與吸附質之間發生化學作用，生成化學鍵引起的吸附，在吸附過程中不僅有引力，還運用化學鍵的力，因此吸附能較大，要逐出被吸附的物質需要較高的溫度，而且被吸附的物質即使被逐出，也已經產生了化學變化，不再是原來的物質了，一般催化劑都是以這種吸附方式起作用。 還有一種可以進行連續操作的分子篩，物料連續進入填充床，分子篩可以只吸附固定體積的分子，再釋放，而將體積過大的分子攔住，石油氣和天然氣的分離經常採用這種方式。 物理吸附和化學吸附並不是孤立的，往往相伴發生。在污水處理技術中，大部分的吸附往往是幾種吸附綜合作用的結果。由於吸附質、吸附劑及其他因素的影響，可能某種吸附是起主導作用的。 在吸附的應用方面，通常在催化化學反應的進行方面應用較多，具體到工業上催化劑使用量都是很大的，多以噸計。 §恆溫吸附模式[4]: 當吸附劑被加入於含有有機物的溶劑中，並加以攪拌使產生適當的接觸，此時有機物即被吸附。如果吸附的時間夠長，溶質的濃度從起始的Co降至平衡濃度Ce，通常需要一至四小時即可達成平衡。吸附劑的恆溫吸附現象一般可以利用Freundlich等溫吸附式、Langmuir等溫吸附式或BET等溫吸附式加以說明。Freundlich等溫吸附式： 　　　　　　　　　　 　　　　　　　式中 x = 被吸附溶質的質量，mg m = 吸附劑質量，g X = 單位質量吸附劑所吸附的溶質質量mg/g Ce = 達平衡時，溶液中溶質的濃度，mg/mL K, n = 吸附常數 K, n值可以利用實驗結果加以求得，其方法如下： 在全對數座標紙上，y軸代表單位質量吸附劑所吸附之質量濃度(X)，x軸代表平衡濃度Ce，將各實驗結果繪至於圖上，則各點所連接起來的等溫吸附曲線應為一直線，其斜率為1/n，截距為log(K)。或者是將等溫吸附式兩端取對數得log(X) = logK + (1/n)logCe，在直角座標圖上，以log(X)對log(Ce)做圖，得到斜率為1/n，截距為log(K)。在Freundlich等溫吸附式中，當Ce = Co時，n值與x/m值愈大，則愈適用於吸附劑的吸附，以活性碳而言其x/m值一般在0.2~0.8 mgCOD/mg活性碳。 Langmuir等溫吸附式常