Los adsorbentes más utilizados en la industria incluyen: gel de sílice, alúmina activada, carbón activado, tamices moleculares, etc. Además, también existen materiales adsorbentes desarrollados para la adsorción selectiva de determinados componentes. El éxito de la separación por adsorción de gases depende en gran medida del desempeño del adsorbente, por lo que la selección del adsorbente es la cuestión principal para determinar la operación de adsorción.
[Editar este párrafo] 1. Gel de sílice
Es una partícula de polímero de ácido silícico dura, amorfa, en forma de cadena y red, con una fórmula molecular de SiO2.nH2O. Adsorbente polar hidrófilo. Utiliza ácido sulfúrico para tratar una solución acuosa de silicato de sodio para formar un gel, que se lava con agua para eliminar el sulfato de sodio y luego se seca para obtener gel de sílice vítreo. Se utiliza principalmente para secar, separar mezclas de gases y componentes del petróleo. etc. El gel de sílice utilizado en la industria se divide en dos tipos: de poros gruesos y de poros finos. En condiciones de saturación de humedad relativa, la capacidad de adsorción del gel de sílice de poro grueso puede alcanzar más del 80% del peso del adsorbente, mientras que en condiciones de baja humedad, la capacidad de adsorción es mucho menor que la del gel de sílice de poro fino. .
[Editar este párrafo] 2. Óxido de aluminio
La alúmina activada se elabora calentando y deshidratando hidratos de aluminio. Sus propiedades dependen del estado estructural del hidróxido inicial. no Al2O3 puro, sino un material de estructura porosa amorfa parcialmente hidratada, que contiene no sólo gel amorfo sino también cristales de hidróxido. Debido a que la superficie de su canal capilar tiene alta actividad, también se le llama alúmina activada. Tiene una fuerte afinidad por el agua y es un adsorbente utilizado para el secado profundo de trazas de agua. Bajo ciertas condiciones de operación, su profundidad de secado puede alcanzar el punto de rocío por debajo de -70°C.
[Editar este párrafo] 3. Óxido de magnesio
[Editar este párrafo] 4. Carbonato de calcio
[Editar este párrafo] 2. Carbón activado
Se elabora carbonizando y activando materias primas carbonosas como carbón vegetal, cáscaras de frutas y carbón. Los métodos de activación se pueden dividir en dos categorías, a saber, el método de activación química y el método de activación con gas. El método de activación química consiste en agregar cloruro de zinc, sulfuro de potasio y otros productos químicos a las materias primas y calentarlas en una atmósfera inactiva para su carbonización y activación. El método de activación con gas consiste en calentar materias primas de carbón activado en una atmósfera inactiva. Después de eliminar los componentes volátiles, generalmente por debajo de 700 °C, se introduce vapor de agua, dióxido de carbono, gases de combustión, aire, etc., y la reacción se lleva a cabo en el. Rango de temperatura de 700 ~ 1200 °C para su activación. El carbón activado contiene muchos poros capilares y tiene una excelente capacidad de adsorción. Por tanto, se utiliza en diversos aspectos como tratamiento de agua, decoloración y adsorción de gases.
[Editar este párrafo] 3. Tamiz molecular de zeolita
También conocido como zeolita sintética o tamiz molecular, su fórmula de composición química general es: [M2(Ⅰ)M(Ⅱ)] O.Al2O3.nSiO2.mH2O En la fórmula, M2(Ⅰ) y M(Ⅱ) son iones metálicos monovalentes y divalentes respectivamente, principalmente sodio y calcio. n se denomina relación silicio-aluminio de la zeolita. El silicio proviene principalmente del silicato de sodio. y gel de sílice, el aluminio proviene del aluminato de sodio y Al (HO) 3, etc. El coloide obtenido al reaccionar con una solución acuosa de hidróxido de sodio se convierte en zeolita después del secado, generalmente n = 2 ~ 10, m = 0 ~ 9. La característica de la zeolita es que funciona como un tamiz molecular y tiene tamaños de poro uniformes, como poros 3A0, 4A0, 5A0 y 10A0. La zeolita 4A0 con tamaño de poro 4A0 puede adsorber metano y etano, pero no n-alcanos con más de tres átomos de carbono. Ha sido ampliamente utilizado en la separación por adsorción de gases, el secado de gases y líquidos y la separación de n-isoalcanos.
[Editar este párrafo] 4. Tamiz molecular de carbono
En realidad, es un tipo de carbón activado. Se diferencia de los adsorbentes carbonosos ordinarios en que sus microporos están distribuidos uniformemente dentro de un. En un rango estrecho, el tamaño de los microporos es equivalente al diámetro de las moléculas de gas que se separan, y el área de superficie específica de los microporos generalmente representa más del 90% del área de superficie total del tamiz molecular de carbono. La principal forma de distribución de la estructura de los poros de los tamices moleculares de carbono es: el diámetro de los macroporos está conectado con la superficie exterior de las partículas de carbono, los poros de transición se ramifican desde los macroporos y los microporos se ramifican desde los poros de transición. Durante el proceso de separación, los macroporos funcionan principalmente como canales de transporte, mientras que los microporos funcionan como tamices moleculares. Los métodos para producir tamices moleculares de carbono a partir de carbón incluyen carbonización, activación con gas, deposición de carbono e impregnación. Entre ellos, el método de carbonización es el más simple, pero para producir tamices moleculares de carbono de alta calidad, estos métodos deben usarse de manera integral. Los tamices moleculares de carbono han tenido éxito en el campo de la separación de aire para producir nitrógeno y también tienen amplias perspectivas en otras separaciones de gases.