Hấp phụ là quá trình chất lỏng hoặc chất khí bị hút lên bề mặt chất rắn xốp. Chất hấp phụ là chất mà trên bề mặt của nó có xảy ra sự hấp phụ. Chất khí bay hơi, chất lỏng bị cố định trên bề mặt rắn được gọi là chất bị hấp phụ. Những phân tử gần bề mặt phân chia: Fhút (pha rắnlỏng) > Fhút (pha khípha lỏng). Những phân tử nằm trong lòng chất lỏng thì chịu lực hút như nhau về mọi phía. Các nguyên tử, ion, phân tử trong chất rắnlỏng nằm bên ngoài không được cân bằng liên kết nên có khuynh hướng hút các phân tử khác lên bề mặt. => Nồng độ chất khí trên bề mặt phân chia pha lớn hơn trong pha thể tích
QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN XÚC TÁC CƠNG NGHIỆP Nội dung Q trình hấp phụ Q trình khuếch tán Xúc tác cơng nghiệp Q trình hấp phụ Khái niệm - Hấp phụ trình chất lỏng chất khí bị hút lên bề mặt chất rắn xốp - Chất hấp phụ chất mà bề mặt có xảy hấp phụ - Chất khí bay hơi, chất lỏng bị cố định bề mặt rắn gọi chất bị hấp phụ Q trình hấp phụ Khí (hơi) Rắn (Lỏng) - Những phân tử gần bề mặt phân chia: Fhút (pha rắn/lỏng) > Fhút (pha khí/pha lỏng) - Những phân tử nằm lịng chất lỏng chịu lực hút phía - Các nguyên tử, ion, phân tử chất rắn/lỏng nằm bên ngồi khơng cân liên kết nên có khuynh hướng hút phân tử khác lên bề mặt => Nồng độ chất khí bề mặt phân chia pha lớn pha thể tích Q trình hấp phụ Nhiệt động học trình hấp phụ - Trong trình hấp phụ, lực hút nên phân tử bị hấp phụ giảm độ tự xếp có trật tự bề mặt chất hấp phụ ( - Quá trình hấp phụ tự diễn ( - Từ phương trình cân lượng cơng thức GIBBS: , trình hấp phụ trình tỏa nhiệt Quá trình hấp phụ Phân loại Dựa vào chất lực tương tác: HẤP PHỤ HĨA HỌC VÀ HẤP PHỤ VẬT LÝ Q trình hấp phụ 3.1 Hấp phụ vật lý - Các phân tử chất bị hấp phụ bị giữ lại bề mặt chất hấp hấp phụ nhờ liên kết yếu như: liên kết hydro, lực Vander Waals,… - Khơng có trao đổi điện tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ - Dễ bị giải hấp không làm thay đổi chất ban đầu chất hấp phụ chất bị hấp phụ - Hấp phụ vật lý thuận nghịch, nhiệt hấp phụ không lớn phụ thuộc vào nhiệt độ Q trình hấp phụ 3.1 Hấp phụ vật lý Quá trình hấp phụ than hoạt tính Q trình hấp phụ 3.2 Hấp phụ hóa học - Là loại hấp phụ gây tương tác mạnh phân tử tạo hợp chất bề mặt bề mặt chất hấp phụ chất bị hấp phụ - Được tạo áp lực (tương tác) hóa học - Nhiệt độ thấp tốc độ hấp phụ hóa học chậm - Nhiệt độ cao tốc độ hấp phụ hóa học tăng, trình HPVL giảm Quá trình hấp phụ 3.3 So sánh HPHH, HPVL Tiêu chuẩn so sánh Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học Loại liên kết Tương tác vật lý, Tương tác hóa học, có khơng trao đổi điện trao đổi điện tử tích Nhiệt hấp phụ Vài Kcal/mol Vài chục kcal/mol NL hoạt hóa Khơng quan trọng Quan trọng Nhiệt độ hấp phụ Nhiệt độ thấp Ưu đãi nhiệt độ cao Tính đặc thù Có tính đặc thù, hấp Ít phụ thuộc vào phụ diễn chất chất bề mặt, chủ bị hấp phụ có khả yếu phụ thuộc vào đk tạo liên kết hóa học với nhiệt độ áp suất chất hấp phụ Xúc tác cơng nghiệp • Đc xt KL khơng chất mang PP điện hóa Là PP điều chế kim loại cách điện phân dung dịch muối Ví dụ: Điều chế Ni từ dd NiSO4 Nhược điểm PP là: hoạt tính Ni thấp PP khử (do nguyên tử Ni xếp đặn khơng có điện tử tự do) Xúc tác cơng nghiệp • • Đc xt oxit không chất mang PP kết tủa Cách làm: Từ muối ban đầu cho kết tủa bazo thu hydroxit rắn nung thành oxit Ví dụ: Điều chế Al2O3 dung Al2(SO4)3 NH4OH Phản ứng: Al2(SO4)3 + NH4OH Al(OH)3 + (NH4)2SO4 Kết tủa hydroxit thu rửa kỹ tạo viên PP học làm khô, sấy, nung Al(OH)3 Al2O3 + H2O Xúc tác cơng nghiệp • • Đc xt hỗn hợp 2, oxit không chất mang Điều chế PP đồng kết tủa (điều chỉnh tỉ lệ oxit theo ý muốn) Cách làm: Từ hh muối ban đầu cho kết tủa bazo thu hh hydroxit rắn nung thành hh oxit Ví dụ: hh Điều chế xúc tác Al2O3 - Cr2O3 Xúc tác cơng nghiệp • Đc xt có chất mang PP ngấm P thường Cho chất mang ngấm vào dd muối xúc tác dd xúc tác P thường Sau đem sấy khơ để nước bốc hơi, xúc tác bám vào chất mang Những dung dịch muối dễ thẫm thấu muối NO3-, Cl-, SO42- … dung PP Tuy nhiên, PP tạo xúc tác có bề mặt riêng bé, thời gian làm việc ngắn Do muốn tang bề mặt độ bền học xúc tác với chất mang ta dung PP ngấm P chân không Xúc tác cơng nghiệp • Đc xt có chất mang PP đồng kết tủa Chọn chất mang chất dễ kết tủa Chọn tác nhân kết tủa cho hydroxit chất mang kết tủa trước, làm nhân để xúc tác kết tủa theo Sau đem sấy khơ Ví dụ: Điều chế Cr2O3 /Al2O3 Chọn muối Cr(NO3)3 /Al(NO3)3 Cho NH4OH vào Al(OH)3 kết tủa trước kéo theo Cr(OH)3 kết tủa theo, bám vào Al(OH)3; đem sấy khô thu Cr2O3 /Al2O3 Xúc tác cơng nghiệp Một số xúc tác chất mang thường gặp - Than hoạt tính - Oxit nhơm - Silicagel - Zeolit Xúc tác cơng nghiệp • Than hoạt tính Xúc tác cơng nghiệp • Than hoạt tính Cơng dụng: - Hút chất độc: dùng làm mặt nạ phòng độc - Làm dung môi, dung dịch, làm chất tẩy màu - Chống ô nhiễm môi trường (hấp phụ dầu) - Làm chất mang Xúc tác cơng nghiệp • Oxit nhơm Xúc tác cơng nghiệp • Oxit nhơm Cơng dụng: - Làm chất xúc tác - Làm chất mang - Điều chế thuốc chữa dày Xúc tác công nghiệp • Silicagel SiO2.yH2O Xúc tác công nghiệp • Silicagel SiO2.yH2O Công dụng: - Sấy khô, hút ẩm - Khử mùi - Dùng làm chất mang Xúc tác cơng nghiệp • Zeolit Xúc tác cơng nghiệp • Zeolit Cơng dụng: - Dùng làm gây phân tử - Lọc nước biển thành nước - Xử lí KL nước, lọc nước đục thành nước trong, loại NH nước thải - Dùng làm xúc tác - Dùng làm chất mang cho loại xúc tác khác - Dùng làm chất mang phân bón nơng nghiệp 41 THANK YOU ... chất hấp phụ chất bị hấp phụ - Hấp phụ vật lý thuận nghịch, nhiệt hấp phụ khơng lớn phụ thuộc vào nhiệt độ Quá trình hấp phụ 3.1 Hấp phụ vật lý Q trình hấp phụ than hoạt tính Q trình hấp phụ. .. khu vực có nồng độ thấp Quá trình khuếch tán Quá trình khuếch tán số dung dịch vào nước Quá trình khuếch tán Quá trình khuếch tán phân tử đường vào nước Quá trình khuếch tán Nguyên tắc - Sự... dung Quá trình hấp phụ Quá trình khuếch tán Xúc tác cơng nghiệp Q trình hấp phụ Khái niệm - Hấp phụ trình chất lỏng chất khí bị hút lên bề mặt chất rắn xốp - Chất hấp phụ chất mà bề mặt có xảy hấp