1. نظرة عامة على عملية فصل الامتزاز
الامتزاز يعني أنه عندما يتلامس سائل (غاز أو سائل) مع مادة مسامية صلبة، يتم نقل مكون أو أكثر من مكونات السائل إلى السطح الخارجي للمادة المسامية والسطح الداخلي للمسام الدقيقة لتخصيبها على هذه الأسطح تشكيل طبقة أحادية الجزيئية أو عملية طبقة متعددة الجزيئات.
يُطلق على السائل الذي يتم امتصاصه اسم الممتز، وتسمى الجسيمات الصلبة المسامية نفسها الممتز.
نظرًا للخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة للممتزات والممتزات، فإن قدرة الامتزاز للممتزات لمختلف الممتزات تختلف أيضًا.مع انتقائية الامتزاز العالية، يمكن إثراء مكونات مرحلة الامتزاز ومرحلة الامتصاص، وذلك لتحقيق فصل المواد.
2. عملية الامتزاز/الامتزاز
عملية الامتزاز: يمكن اعتبارها عملية تركيز أو عملية إسالة.ولذلك، كلما انخفضت درجة الحرارة وارتفاع الضغط، زادت قدرة الامتصاص.بالنسبة لجميع المواد الممتزة، تمتز الغازات الأكثر تسييلًا بسهولة (نقطة الغليان الأعلى) أكثر، والغازات الأقل قابلية للتسييل (نقطة الغليان المنخفضة) تمتز بشكل أقل.
عملية الامتزاز: يمكن اعتبارها عملية تغويز أو تطاير.ولذلك، كلما ارتفعت درجة الحرارة وانخفاض الضغط، كلما كان الامتزاز أكثر اكتمالا.بالنسبة لجميع المواد الماصة، تكون الغازات المسالة (نقطة الغليان الأعلى) أقل عرضة للامتصاص، والغازات الأقل قابلية للتسييل (نقطة الغليان المنخفضة) يتم امتصاصها بسهولة أكبر.
3. مبدأ فصل الامتزاز وتصنيفه
وينقسم الامتزاز إلى الامتزاز الفيزيائي والامتزاز الكيميائي.
مبدأ فصل الامتزاز الفيزيائي: يتم الفصل باستخدام الفرق في قوة الامتزاز (قوة فان دير فال، القوة الكهروستاتيكية) بين الذرات أو المجموعات الموجودة على السطح الصلب والجزيئات الأجنبية.ويرتبط حجم قوة الامتزاز بخصائص كل من المادة المازة والممتزة.
يعتمد مبدأ فصل الامتزاز الكيميائي على عملية الامتزاز التي يحدث فيها تفاعل كيميائي على سطح المادة الممتزة الصلبة لدمج المادة الممتزة والممتزة مع رابطة كيميائية، وبالتالي تكون الانتقائية قوية.يكون الامتصاص الكيميائي بطيئًا بشكل عام، ويمكن أن يشكل طبقة أحادية فقط ولا رجعة فيه.
4. أنواع الممتزات الشائعة
تشمل الممتزات الشائعة بشكل أساسي: المناخل الجزيئية، والكربون المنشط، وهلام السيليكا، والألومينا المنشط.
المنخل الجزيئي: له بنية قناة مسامية صغيرة منتظمة، بمساحة سطحية محددة حوالي 500-1000 م²/جم، مسام دقيقة بشكل أساسي، وتوزيع حجم المسام يتراوح بين 0.4-1 نانومتر.يمكن تغيير خصائص الامتزاز للمناخل الجزيئية عن طريق ضبط بنية المنخل الجزيئي وتكوينه ونوع الكاتيونات المضادة.تعتمد المناخل الجزيئية بشكل أساسي على بنية المسام المميزة ومجال قوة كولومب بين الكاتيون المتوازن وإطار المنخل الجزيئي لتوليد الامتزاز.تتمتع باستقرار حراري ومائي جيد وتستخدم على نطاق واسع في فصل وتنقية المراحل الغازية والسائلة المختلفة.يتميز الممتز بخصائص الانتقائية القوية وعمق الامتزاز العالي وقدرة الامتزاز الكبيرة عند الاستخدام؛
الكربون المنشط: يحتوي على بنية غنية بالمسام الدقيقة والمسام المتوسطة، وتبلغ مساحة السطح المحددة حوالي 500-1000 متر مربع / جم، ويكون توزيع حجم المسام بشكل أساسي في نطاق 2-50 نانومتر.يعتمد الكربون المنشط بشكل أساسي على قوة فان دير فال الناتجة عن الامتزاز لتوليد الامتزاز، ويستخدم بشكل أساسي لامتصاص المركبات العضوية، وامتصاص المواد العضوية الهيدروكربونية الثقيلة وإزالتها، ومزيل العرق، وما إلى ذلك؛
هلام السيليكا: تبلغ المساحة السطحية المحددة للممتزات القائمة على هلام السيليكا حوالي 300-500 متر مربع / جم، وهي بشكل رئيسي مسامية، مع توزيع حجم المسام من 2 إلى 50 نانومتر، والسطح الداخلي للمسام غني بمجموعات الهيدروكسيل السطحية.يتم استخدامه بشكل أساسي لتجفيف الامتزاز وامتزاز تأرجح الضغط لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك؛
الألومينا المنشطة: مساحة السطح المحددة هي 200-500m²/g، بشكل رئيسي المسام المتوسطة، وتوزيع حجم المسام هو 2-50nm.يتم استخدامه بشكل رئيسي في التجفيف والجفاف، وتنقية غاز النفايات الحمضية، وما إلى ذلك.
