Allumina attivataè un materiale poroso di ossido di alluminio ad alta superficie che è ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque, nell'essiccazione del gas, nei portatori di catalizzatori e in altri campi a causa della sua eccellente prestazione di adsorbimento . il suo meccanismo di adsorbimento si basa principalmente sull'effetto sinergico dell'adsorbimento fisico e dell'adsorbimento chimico {3} {3}
Meccanismo di adsorbimento dell'allumina attivata
1. Adsorption
L'adsorbimento fisico dipende principalmente dalla struttura porosa e dalla forza di superficie di Van der Waals dell'allumina attivata e le sue caratteristiche includono:
• Area di superficie specifica elevata e ricca struttura mesoporosa, che può assorbire il gas o le molecole liquide attraverso l'effetto di condensazione capillare .
• Polarità della superficie: la superficie dell'allumina è ricca di gruppi idrossilici (-oh) e ha una più forte capacità di adsorbimento per molecole polari (come acqua, etanolo, ecc. .) .
2. Adsorption chimico
L'adsorbimento chimico comporta un legame chimico tra la superficie dell'allumina attivata e l'adsorbato, tra cui principalmente:
• Adsorbimento degli scambi di ioni: ad esempio, nel processo di defluorinazione, i gruppi idrossilici di superficie (-OH) e gli ioni fluoruro (F⁻) subiscono uno scambio di ligandi:
Al - oh+f− → al - f+oh -al - oh+f− → al - f+oh−
• Interazione acida-base: la superficie dell'allumina ha proprietà anfoteriche e può adsorb acido (come SO₂) o alcalino (come NH₃) molecole .
3. selettività di adsorption
La capacità di adsorbimento dell'allumina attivata è influenzata dai seguenti fattori:
• Molecular polarity: It preferentially adsorbs molecules with strong polarity (such as water>ethanol>metano) .
• Dimensione molecolare: la distribuzione delle dimensioni dei pori determina il suo adsorbimento selettivo di piccole molecole o materia organica di dimensioni specifiche .
• Valore del pH: il pH della soluzione influisce sulla carica superficiale e lo stato di dissociazione del gruppo idrossilico, cambiando così l'efficienza di adsorbimento degli ioni .
Rigenerazione e riciclaggio
• Rigenerazione termica: riscaldamento a 150–300 gradi per desorbite o composti organici volatili .
• Rigenerazione chimica: trattamento con soluzione acida o alcalina per ripristinare i siti di adsorbimento .
• Rigenerazione a microonde: alta efficienza e risparmio energetico, adatto alla rigenerazione su scala industriale .
Applicazioni tipiche
1. Essiccazione del gas: usato per la disidratazione dell'aria compressa e del gas naturale .
2. trattamento dell'acqua: rimuovere inquinanti come metalli di fluoro, arsenico e pesanti dall'acqua potabile .
3. petrolchimici: solfuri adsorb e umidità negli idrocarburi per migliorare la purezza dell'olio .
4. Catalyst Carrier: caricano metalli preziosi per reazioni catalitiche .
Allumina attivataottiene un efficiente adsorbimento attraverso l'adsorbimento fisico e chimico e le sue prestazioni possono essere ulteriormente ottimizzate regolando le dimensioni dei pori, la modifica della superficie e le condizioni di rigenerazione .