Alumina activadaés un material d'òxid d'alumini porós i de gran superfície que s'utilitza àmpliament en el tractament de l'aigua, l'assecat de gas, els portadors de catalitzadors i altres camps a causa del seu excel·lent rendiment d'adsorció . el seu mecanisme d'adsorció es basa principalment en l'efecte sinèrgic de l'adsorció física i l'adsorció química .
Mecanisme d’adsorció d’alúmina activada
1. Adsorció física
L’adsorció física depèn principalment de l’estructura porosa i de la força de la superfície de la força de l’alúmina activada i les seves característiques inclouen:
• Superfície específica alta i estructura mesoporosa rica, que pot adsorbir gas o molècules líquides mitjançant l'efecte de condensació capil·lar .
• Polaritat de la superfície: la superfície de l’alumina és rica en grups hidroxil (-oh), i té una capacitat d’adsorció més forta per a molècules polars (com l’aigua, l’etanol, etc .) .
2. Adsorció química
L’adsorció química implica l’enllaç químic entre la superfície de l’alúmina activada i l’adsorbat, inclòs principalment:
• Adsorció d’intercanvi d’ions: per exemple, en el procés de defluorinació, els grups d’hidroxil superficial (-oh) i els ions fluor (F⁻) experimenten un intercanvi de lligands:
Al - oh+f− → al - f+oh - al - oh+f− → al - f+oh−
• Interacció àcid-base: la superfície de l’alumina té propietats amfotèriques i pot adsorbir àcids (com SO₂) o alcalines (com NH₃) molècules .
3. selectivitat adsorció
La capacitat d’adsorció d’alúmina activada es veu afectada pels següents factors:
• Molecular polarity: It preferentially adsorbs molecules with strong polarity (such as water>ethanol>metà) .
• Mida molecular: la distribució de la mida dels porus determina la seva adsorció selectiva de molècules petites o matèria orgànica d’una mida específica .
• Valor de pH: El pH de la solució afecta la càrrega superficial i l’estat de dissociació del grup hidroxil, canviant així l’eficiència d’adsorció dels ions .
Regeneració i reciclatge
• Regeneració tèrmica: escalfament a 150-300 graus per desorbir aigua o compostos orgànics volàtils .
• Regeneració química: tractament amb solució àcida o alcalina per restaurar els llocs d’adsorció .
• Regeneració de microones: alta eficiència i estalvi d'energia, adequat per a la regeneració a escala industrial .
Aplicacions típiques
1. assecat de gas: usat per a la deshidratació de l'aire comprimit i el gas natural .
2. Tractament de l'aigua: elimineu els contaminants com el fluor, l'arsènic i els metalls pesants de l'aigua potable .
3. PetroChemicals: adsorb sulfurs i humitat en hidrocarburs per millorar la puresa de l'oli .
4. Catalyst portador: carrega metalls preciosos per a reaccions catalítiques .
Alumina activadaAssoleix l’adsorció eficient mitjançant l’adsorció física i química i el seu rendiment es pot optimitzar encara més mitjançant la regulació de la mida dels porus, la modificació de la superfície i les condicions de regeneració .