7. Cấu trúc của luận văn
2.1.3. Khái quát về hấp phụ
Hấp phụ là quá trình hút khí (hơi) hoặc lỏng trên bề mặt vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt [46]. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ, chất khí (hơi) hoặc một chất tan nào đó trong dung dịch có khả năng được làm giàu trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ. Còn chất bị hấp phụ khi đã được “gắn” vào bề mặt vật liệu xốp gọi là chất đã bị hấp phụ. Đối với khí, hấp phụ có tác dụng tương tự như hấp thụ. Hấp phụ cũng được dùng rộng rãi để tách các chất tan (chất điện li và không điện li) khỏi dung dịch. Trong trường hợp này nó có tác dụng như trích li, nhưng quá trình trích li là quá trình chuyển chất tan từ dung dịch đầu vào trong lòng dung môi.
quản (lực Van der Waals, lực hóa trị). Mạnh nhất là các lực hóa trị, gây nên hấp phụ hóa học tạo ra các hợp chất khá bền trên bề mặt, khó nhả gọi là hấp phụ hóa học. Lực hấp phụ do lực hút phân tử Van der Waals tác dụng trong khoảng không gian gần sát bề mặt gọi là hấp phụ vật lí. Một hiện tượng thường xảy ra trong hấp phụ là từ pha khí ngưng tụ thành chất lỏng trong các mao quản nhỏ dưới tác dụng của lực mao quản.
Mỗi phân tử khi đã bị hấp phụ (dù ở pha khí hay pha lỏng) đều giảm độ tự do, nên hấp phụ luôn kèm theo sự tỏa nhiệt mạnh. Nếu hấp phụ một chất khí có nhiệt tỏa ra bằng nhiệt ngưng tụ (< 10 kcal/mol) gọi là hấp phụ vật lí. Ở trạng thái có mức năng lượng như vậy thì sự biến đổi về cấu trúc điện tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ là không đáng kể. Do vậy hấp phụ vật lí là một quá trình thuận nghịch. Còn đối với các hệ xảy ra hiện tượng hấp phụ hóa học thì cấu trúc electron của các chất tham gia quá trình có sự biến đổi sâu sắc, thậm chí dẫn đến các liên kết hóa học. Khi đó năng lượng tỏa ra của hệ cao hơn nhiều có thể lên đến 100 đến 200 kcal/mol, ứng với mức năng lượng của các phản ứng hóa học. Do vậy, hấp phụ hóa học xảy ra mạnh và bất thuận nghịch.
Quá trình chuyển chất trong hấp phụ được xem như gồm ba giai đoạn: 1.Giai đoạn khuếch tán chất bị hấp phụ từ môi trường (khí hay lỏng) đến bề
mặt chất hấp phụ. Giai đoạn này phụ thuộc vào tính chất vật lí và thủy động lực của môi trường.
2.Các chất bị hấp phụ khuếch tán theo các mao quản đến bề mặt chất hấp phụ. 3.Giai đoạn cuối cùng là tương tác hấp phụ.
Trong đó hai giai đoạn sau phụ thuộc vào các tính chất và cấu trúc chất hấp phụ.