1. ภาพรวมของกระบวนการแยกตัวดูดซับ
การดูดซับหมายถึงเมื่อของเหลว (ก๊าซหรือของเหลว) สัมผัสกับสารที่มีรูพรุนที่เป็นของแข็ง ส่วนประกอบตั้งแต่หนึ่งอย่างขึ้นไปในของไหลจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวด้านนอกของสารที่มีรูพรุนและพื้นผิวด้านในของไมโครรูขุมขนเพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับพื้นผิวเหล่านี้ ก่อให้เกิดกระบวนการชั้นโมเลกุลเดี่ยวหรือชั้นหลายโมเลกุล
ของเหลวที่ถูกดูดซับเรียกว่าตัวดูดซับ และอนุภาคของแข็งที่มีรูพรุนเองก็เรียกว่าตัวดูดซับ
เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่แตกต่างกันของตัวดูดซับและตัวดูดซับ ความสามารถในการดูดซับของตัวดูดซับสำหรับตัวดูดซับที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกันด้วยการเลือกการดูดซับสูง ส่วนประกอบของระยะการดูดซับและระยะการดูดซึมจึงสามารถเสริมสมรรถนะได้ เพื่อให้ทราบถึงการแยกสาร
2. กระบวนการดูดซับ/ขจัดการดูดซึม
กระบวนการดูดซับ: ถือได้ว่าเป็นกระบวนการที่มีความเข้มข้นหรือเป็นกระบวนการทำให้กลายเป็นของเหลวดังนั้นยิ่งอุณหภูมิต่ำและความดันสูงเท่าใด ความสามารถในการดูดซับก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นสำหรับตัวดูดซับทั้งหมด ก๊าซที่เป็นของเหลว (จุดเดือดสูงกว่า) จะถูกดูดซับได้ง่ายกว่า และก๊าซที่เป็นของเหลวได้น้อยกว่า (จุดเดือดต่ำกว่า) จะถูกดูดซับได้น้อยลง
กระบวนการกำจัดการดูดซึม: ถือได้ว่าเป็นกระบวนการของการแปรสภาพเป็นแก๊สหรือการระเหยดังนั้นยิ่งอุณหภูมิสูงและความดันต่ำลง การคายการดูดซึมก็จะยิ่งสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้นสำหรับตัวดูดซับทั้งหมด ก๊าซที่เป็นของเหลว (จุดเดือดสูงกว่า) มีแนวโน้มที่จะถูกดูดซับน้อยกว่า และก๊าซที่เป็นของเหลว (จุดเดือดต่ำกว่า) จะถูกดูดซับได้ง่ายกว่า
3. หลักการแยกตัวดูดซับและการจำแนกประเภท
การดูดซับแบ่งออกเป็นการดูดซับทางกายภาพและการดูดซับสารเคมี
หลักการแยกการดูดซับทางกายภาพ: การแยกทำได้โดยการใช้ความแตกต่างของแรงดูดซับ (แรง van der Waals, แรงไฟฟ้าสถิต) ระหว่างอะตอมหรือกลุ่มบนพื้นผิวของแข็งกับโมเลกุลแปลกปลอมขนาดของแรงดูดซับมีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติของทั้งตัวดูดซับและตัวดูดซับ
หลักการของการแยกตัวดูดซับทางเคมีนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการดูดซับซึ่งเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวดูดซับที่เป็นของแข็งเพื่อรวมตัวดูดซับและตัวดูดซับเข้าด้วยกันด้วยพันธะเคมี ดังนั้นการเลือกสรรจึงแข็งแกร่งโดยทั่วไปการดูดซับด้วยเคมีจะช้า สามารถก่อตัวเป็นชั้นเดียวเท่านั้นและไม่สามารถย้อนกลับได้
4. ประเภทตัวดูดซับทั่วไป
ตัวดูดซับทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ตะแกรงโมเลกุล ถ่านกัมมันต์ ซิลิกาเจล และอลูมินากัมมันต์
ตะแกรงโมเลกุล: มีโครงสร้างช่องพรุนขนาดเล็กปกติ โดยมีพื้นที่ผิวจำเพาะประมาณ 500-1,000 ตร.ม./กรัม ซึ่งส่วนใหญ่เป็นรูขุมขนขนาดเล็ก และการกระจายขนาดรูพรุนอยู่ระหว่าง 0.4-1 นาโนเมตรลักษณะการดูดซับของตะแกรงโมเลกุลสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับโครงสร้างตะแกรงโมเลกุล องค์ประกอบ และประเภทของเคาน์เตอร์ไอออนบวกตะแกรงโมเลกุลส่วนใหญ่อาศัยโครงสร้างรูพรุนที่มีลักษณะเฉพาะและสนามแรงคูลอมบ์ระหว่างไอออนบวกที่สมดุลและกรอบตะแกรงโมเลกุลเพื่อสร้างการดูดซับพวกมันมีเสถียรภาพทางความร้อนและความร้อนใต้พิภพที่ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการแยกและทำให้บริสุทธิ์ของเฟสก๊าซและของเหลวต่างๆตัวดูดซับมีลักษณะเฉพาะของการเลือกที่แข็งแกร่งความลึกในการดูดซับสูงและความสามารถในการดูดซับขนาดใหญ่เมื่อใช้
ถ่านกัมมันต์: มีโครงสร้างไมโครพอร์และเมโซพอร์ที่อุดมสมบูรณ์ พื้นที่ผิวจำเพาะอยู่ที่ประมาณ 500-1,000 ตร.ม./กรัม และการกระจายขนาดรูพรุนส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 2-50 นาโนเมตรถ่านกัมมันต์ส่วนใหญ่อาศัยแรงแวนเดอร์วาลส์ที่สร้างขึ้นโดยตัวดูดซับเพื่อสร้างการดูดซับ และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการดูดซับสารประกอบอินทรีย์ การดูดซับและกำจัดสารอินทรีย์ไฮโดรคาร์บอนหนัก สารระงับกลิ่นกาย ฯลฯ
ซิลิกาเจล: พื้นที่ผิวจำเพาะของตัวดูดซับที่มีซิลิกาเจลอยู่ที่ประมาณ 300-500 ตร.ม./กรัม ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเนื้อมีโซพอร์ โดยมีการกระจายขนาดรูพรุน 2-50 นาโนเมตร และพื้นผิวด้านในของรูพรุนอุดมไปด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลที่พื้นผิวส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการทำให้แห้งด้วยการดูดซับและการดูดซับแบบสวิงแรงดันเพื่อผลิตCO₂ ฯลฯ
อลูมินาที่เปิดใช้งาน: พื้นที่ผิวจำเพาะคือ 200-500m²/g ซึ่งส่วนใหญ่เป็น mesopores และการกระจายขนาดรูพรุนอยู่ที่ 2-50 นาโนเมตรส่วนใหญ่จะใช้ในการอบแห้งและการคายน้ำ การทำให้ก๊าซเสียที่เป็นกรด ฯลฯ
