吸附剂的种类很多,可分为无机的和有机的,天然的和合成的。天然矿产如活性白土、漂白土和硅藻土等,经过适当的加工,就可形成多孔结构直接作为吸附剂使用,一般用于石油制品的脱色或脱水及溶剂的精制等。天然沸石如丝光沸石、斜发沸石等,可直接用于环境保护中的NOx治理、水处理,脱除重金属离子以及海水提钾等,合成无机材料吸附剂有活性炭、活性炭纤维、硅胶、活性铖化铝和合成沸石分子筛等。特别是合成分子筛有严格的孔道结构,它的性能经调节和不断改进,具有较高的选择性和催化性能,适用于分离性能非常类似的物质。近牛来还研制出多种大孔吸附树脂、与活性炭相比,它具有选择性良好、性能稳定、冉生容易等优点,常用于废气治理、废水处理、维生素的分离及过氧化氢的精制等。

几种常用吸附剂的物理性质见表15-1。

工业上广泛应用的吸附剂有以下几种

(一)活性炭及活性炭纤维

活性炭是应用1早、用途较广的一种优良吸附剂、它是由各种含炭物质如煤、木材、石油焦、果壳、果核等碳化后,再用水蒸气或化学药品进行活化处理,制成孔穴十分丰富的吸附剂,比表面积一般在700~150m2/g范围内,具有优异的吸附能力。孔径分布一般为:性炭S0A以下,活性焦炭20A以下,炭分子筛10A以下。炭分子筛是新近发展的一种孔径均一的分子筛型新品种,只有良好的选择吸附能力活性炭是一种具有非极性表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂生炭常常被用来吸附回收空气中的有机溶剂和恶物质,在环境保护方面用来处理工业废水和治理某些气态污染物活性炭纤维是一种较新型的高效吸附剂。它是用超细的活性炭微粒与各种纤维素、人造丝、纸浆等混合制成的各种形态的纤维状活性炭。微孔范围在0.5-1.4mm,比表面积大。对各种无机和有机气体、水溶液中的有机物、重金属离子等具有较大的吸附量和较快的吸附速率,其吸附能力比一般的活性炭高1~10倍,特别是对一些恶臭物质的吸附量比颗粒活性炭要高出40倍左右。目前主要用于气相吸附

(二)活性氧化铝

活性氧化铝一般指氧化铝的水合物加热脱水而形成的多孔结构物质。它是一种极性吸附剂,无毒,对多数气体和蒸气是稳定的,浸人水或液体中不会溶胀或破碎,机械强度好。活性氧化铝的比表面积约为150~350m/g,宜在473K至523K下再生。循环使用后,其物化性能变化很小。由于它对水分的吸附容量大,常用于高湿度气体的脱湿和干燥,也可用于石油气的脱硫以及含氟废气的净化。

(三)硅胶

硅胶是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒,其分子式为SiO2·nH2O,由硅酸钠(水玻璃)与硫酸或盐酸经胶凝、洗涤、干燥、烘培面成。硅胶为亲水性的极性吸附剂,而难于吸附非极性的有机物质。当硅胶吸附气体中的水分时,可达其自身重量的50%硅胶的吸附热很大,吸附水分时能够放出大量的热量,使硅胶容易破碎。在工业上硅胶多用于高湿气体的干燥和从废气中回收极为有用的烃类气体,也可用作催化剂的载体。

(四}沸石分子筛

沸石分子筛是人T合成的结品硅酸金属盐的多水化合物,沸石分筛有孔径均-的微孔,比孔道小的分子能进入仉穴而被吸附,比孔道大的分子扣之孔外,因而共有筛分性能。按S2和4O3的分子比同,分子喻可分为A型、X型和Y型,根据孔径大小,A型分子筛乂分为3A、4A、54等几种同·种类型分了筛孔径的大小主要取决于金属离子的种类,如金属离子为N的A型分子是44:若以K代替№a,则为3A型;如以(3取代75%的№a,即为5A型等。几种常见分子筛的孔径及其组成见表152

与其他吸附剂比较,沸石分子筛有如下特点

1)其有高的吸附选择性,并具有离子交换性和催化性;

(2)具有较强的吸附能力,合成沸石孔道小,空腔多,比表面积大,由于空腔周围力场迭加的作用,使其吸附能力明显提高,即使在吸附质浓度很低的情况下,吸附容量仍然很大;

(3)沸石分子筛是强极性吸附剂,对极性分子特别是对水具有较强的亲和力,也能选择性地吸附不饱和有机物;

(4)热稳定性和化学稳定性高。