در فرایند جذب، یک سیال میتواند به داخل منافذ مواد جاذب نفوذ کرده و با مساحت سطح بزرگ آن در تماس باشد. این مکانیزم در جذب سطحی پیچیده بوده و تاکنون تئوریهای زیادی برای شرح عمل جذب ارائه گردیده است. دو مکانیزم جذب فیزیکی که در آن ماده جذب سطح جاذب میگردد، و جذب شیمیایی که در آن ماده از طریق یک واکنش شیمیایی توسط جاذب جذب میشود، مکانیزمهای اصلی فرایند جذب میباشند. در مبحث جذب سطحی بهتر است جذب فیزیکی را که فقط مربوط به نیروهای ضعیف بین مولکولی است از جذب شیمیایی که اساساً مربوط به تشکیل پیوندهای شیمیایی بین ماده جذب شونده و سطح جاذب است، تشخیص دهیم. اگرچه این کار مفید است، ولیکن حالتهای حدوسطی وجود دارد که نمیتوان سیستم را به صورت قطعی طبقهبندی کرد. موارد کلی که از طریق ان جذب فیزیکی را از شیمیایی تشخیص میدهیم در جدول (۱ـ۳) نشان داده شده است.
( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
عمدتاً جذب سطحی ناشی از نیروهای واندروالس و نیروهای بین مولکولی میباشد که باعث ایجاد قطرات کوچک مایع میگردد. بنابراین تقریباً اکثر فرآیندهای جداسازی جذب، به جذب فیزیکی مربوط هستندو به همین دلیل روی آنها متمرکز میشویم. در سطوح یکنواخت، جذب واندروالس به یک لایه با ضخامتی در مقیاس قطر مولکولها محدود میشود. اما در جامدهای متخلخل با ساختمان مویی، جذب سطحی بوسیله میعان مویی که آن هم ناشی از کشش بوسیله نیروهای واندروالس میباشد، تکمیل میگردد.
در کاربردهای عملی به خاطر اثرات انتقال جرم در فرآیندهای جامد ـ سیال واقعی، نمیتوان از حداکثر ظرفیت یک جاذب بطور کامل استفاده کرد. بنابراین تخمین ظرفیت جذب عملی یا دینامیکی جاذب برای داشتن اطلاعات روی تعادل جذب ضروری میباشد. در جاذبهای جامد معمولاً مهمترین مرحله کنترل کننده سرعت جذب، نفوذ بین ذره میباشد.
جدول(۱-۳). مقایسه جذب فیزیکی و شیمیایی
جذب شیمیایی | جذب فیزیکی |
گرمای زیاد جذب (بزرگتر از ۲یا۳ برابر گرمای نهان تبخیر) |
گرمای کم جذب (کوچکتر از ۲ یا۳ برابر گرمای نهان تبخیر) |
Highly Specific | None Specific |
فقط تک لایهای | تک لایه یا چند لایهای |
ممکن است مربوط به تجزیه شود | تجزیه قطعات جذب شده اتفاق نمیافتد |
در محدوده وسیعی از درجه حرارت ممکن است | فقط در محدوده کم و مشخص درجه حرارت اتفاق میافتد |
ممکن است کند و برگشتناپذیر باشد | سریع و برگشتپذیر است |
انتقال الکترون منجر به تشکیل باند بین ماده جذب شونده و سطح میشود | انتقال الکترون نداریم هرچند که ممکن است پلاریزاسیون ماده جذب شونده اتفاق بیافتد |
تعادل جذب مهمترین خاصیت عمل جذب است که برای تعیین «مقدار ماده جذب شده تحت یک سری از شرایط معلوم غلظت و دما» و «میزان انجام یک جذب خاص وقتی که دو یا چند ماده قابل جذب وجود دارند» مورد تحقیق قرار میگیرد. روشهای تئوری و تجربی زیادی برای تعیین تعادل جذب وجود دارند که در برخی موارد برای پیشگویی ایزوترمهای جذب تحت شرایط عملیاتی متفاوت مناسب نمیباشند.
۱-۲-۵- انواع سیستم های جذب و بسترهای تماس جذب
در مقیاس صنعتی ماده جاذب به یکی از دو صورت پیوسته و ناپیوسته یا فاز محلول در تماس قرار می گیرند. در سیستم ناپیوسته جاذب و محلول در یک تانک مخلوط می گردند. این کار در یک زمان مشخص صورت می گیرد تا سیستم به حالت تعادل نزدیک شود. سپس مخلوط فیلتر می شود تا محلول از جاذب جدا گردد. سیستم های ناپیوسته معمولا برای حجم های کم تصفیه به کار می روند. در سیستم های پیوسته برای تأمین مداومت در تماس فاز جامد و فاز سیال بسترهای متفاوتی نظیر بسترهای متحرک یا پالسی، بسترهای فلودایز و بستر ثابت بکار برده می شود که در این مطالعه جهت انجام آزمایشات از بستر ثابت استفاده شده است.