1.3介绍吸附

根据分子间的作用力不同，吸附可分为交换吸附、物理吸附、化学吸附三大类。(1)物理吸附:物理吸附主要是分子间的相互作用，因此吸附剂和吸附质之间吸附力不强，所以物理吸附是可逆的，如活性炭吸附在气体上。这种类型的吸附一般不需要活化能，吸附速率和吸附速度快，吸附分子的结构不会改变，也不会形成新的化学键。

(2)化学吸附:化学吸附是吸附质分子与固体表面原子（或分子）发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。化学吸附通常在较高的温度下进行，这是一种放热反应，需要大量的活化能。与物理吸附相比，这种吸附具有很强的选择性，吸附剂吸附在特定的种类上。吸附效果强，易于吸附。

(3)交换吸附:根部细胞表面吸附的阳离子、阴离子与土壤溶液中阳离子、阴离子发生交换的过程就叫交换吸附。可以用AR+B+=AB+R表示。这种吸附通常比小分子更容易吸附。

在实际的吸附过程中，上面的几个吸附不是一个独立的存在，它们通常是相互联系的，很难区分清楚。

1.3.1影响吸附的几个因素

影响吸附过程的主要因素如下:(1)吸附剂的物理和化学性质:吸附是一种表面现象，吸附剂的比表面积越大，吸附能力越大。比表面积、颗粒大小、孔隙结构不同，吸附效果不同。此外，吸附剂的表面电荷特性和表面化学结构对吸附过程有很大的影响。极性分子型的吸附剂容易吸附极性分子型的吸附质，非极性分子型的吸附剂容易吸附非极性分子型的吸附质。活性炭属于非极性吸附剂，因此在去除非极性有机物质时可以避免吸附位（即吸附位势，是指将1mol气体从吸附平衡压P压缩到该温度下吸附质饱和蒸汽压P0所需的吉布斯自由能ΔG(J/mol)，即ΔG=RTln(p0/p)）被极性水分子耗用[10]。

(2)吸附质的物理和化学性质:吸附剂的溶解性对吸附能力有显著的影响。吸附剂的溶解性越小，吸附性越难。在活性炭上吸附有机物质的同时，随着碳原子数量的增加，有机物质的亲水性增加，活性炭的溶解度也随之增加。吸附物的分子大小也对吸附速率有影响。扩散系数越大，吸附率越高。当吸附过程从粒子的内部扩散时，吸附物质大小的影响是很明显的。随着吸附物的浓度增加，吸附量也增加;

(3)pH值:吸附剂和工艺操作的酸碱值将影响吸附剂中吸附物的溶解度、离解及其存在形式(如复合物、分子、离子)，也影响电荷和其他化学性质，进而影响吸附剂的效果。例如，当选择活性炭去除水中的有机污染物时，它在酸性溶液中的吸附通常比碱性溶液中的吸附量大。

(4)共存的影响:在物理吸附过程中，吸附剂可同时吸附多种吸附质，所以当多种吸附质共存时，吸附剂对其中任何一种吸附质的吸附能力都要低于浓度相同但只含该吸附质时的吸附能力，即每种溶质都会以某种方式与其他溶质竞争吸附活性中心点。比如，废水中有油类物质或悬浮物存在时，前者会在吸附剂表面形成油膜，后者会堵塞吸附剂孔隙，分别对膜扩散、孔隙扩散产生阻碍、干扰作用，因而在吸附操作之前，需要采取预处理措施将它们除去。

(5)温度:吸附过程通常是放热过程，所以温度越低，对吸附的效果就越有利，尤其是在物理吸附的情况下。由于吸附操作通常是在室温下进行的，所以吸附过程的热效应很小，温度变化不明显，所以温度对吸附过程的影响很小。然而，在活性炭再生的情况下，经常通过大幅度加温以使吸附质分子解吸。

(6)接触时间:吸附剂和吸附剂有足够的接触时间，以达到吸附的平衡，吸附吸附能力可得到充分利用。吸附平衡所需的时间取决于吸附速率，吸附速率越快，达到平衡所需的时间就越短。