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📜  吸附的应用

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:10.436000             🧑  作者: Mango

吸附的应用

德国物理学家海因里希·凯泽（Heinrich Kayser）于 1881 年创造了“吸附”一词。表面化学关注发生在表面或界面处的现象。例如，固体-气体或固体/气体可用于表示固体和气体之间的界面。因为气体是完全混溶的，所以它们之间没有界面。遇到的本体相可能是纯化合物或几分子厚的溶液，但它们的面积由本体相颗粒的大小决定。吸附和吸收都是吸附过程的类型。

吸附是由表面能引起的。可以部分暴露的表面颗粒倾向于将其他颗粒吸引到它们的位置。在许多物理、自然、生物和化学系统中发现的吸附也用于许多工业应用中。吸附过程需要两个组件，它们是-

  1. 吸附物：堆积在另一种物质表面的物质。例如，H 2 、N 2和O 2气体。
  2. 吸附剂：吸附物吸附在物质表面。例如，木炭、硅胶和氧化铝。

吸附的应用

  • 产生高真空：最后一丝空气可以被木炭从由真空泵抽真空的容器中吸收，以达到非常高的真空。
  • 防毒面具：防毒面具（一种由活性炭或吸附剂组合制成的装置）在煤矿中常用来吸附有毒气体。
  • 湿度控制：硅胶和铝凝胶等吸附剂用于去除水分和控制湿度。
  • 从溶液中去除颜色：动物炭通过吸附有色杂质从溶液中去除颜色。
  • 多相催化：反应物吸附在催化剂的固体表面加速反应。有许多使用固体催化剂的工业上重要的气体反应。以铁为催化剂生产氨、通过接触法生产 H 2 SO 4以及在油加氢中使用细碎的镍都是非均相催化的极好例子。
  • 惰性气体的分离：由于炭对气体的吸附程度不同，在不同温度的椰炭上吸附可以分离出惰性气体的混合物。
  • 在治疗疾病方面：有几种药物通过吸附在细菌上来杀死细菌。
  • 泡沫浮选工艺：使用松油和起泡剂，通过将低品位硫化矿石与二氧化硅和其他泥土分离，进行浓缩。
  • 吸附指示剂：某些沉淀物的表面，如卤化银，具有吸附曙红、荧光素等染料的特性，在终点产生明显的颜色。
  • 色谱分析：基于吸附现象的色谱分析在分析和工业领域有多种应用。
  • 水的净化：将明矾石加入水中，杂质吸附在明矾石上，使水得到净化。
  • 通过杜瓦瓶工艺分离惰性气体：在加热的椰子炭存在下，惰性气体（氖、氩和氪）的混合物通过杜瓦瓶。氩气和氪气凝胶已被吸收，留下霓虹灯。

吸附示例

水吸附：表面的水吸附在这些领域中至关重要。水吸附，也称为表面水合，是指固体表面存在物理或化学吸附的水。这对于调节各种系统中的界面特性、化学反应途径和催化性能至关重要。在物理吸附水的情况下，表面水化通常通过干燥过程消除，干燥过程在温度和压力条件下发生并导致水完全蒸发。化学吸附水的水合可以采取解离吸附或分子吸附的形式。

病毒中的吸附：吸附是病毒循环的第一步，然后是渗透、脱壳、合成和释放。对于不同类型的病毒，病毒复制周期通常相似。

聚合物吸附：在聚合物表面观察到分子吸附。此功能对于各种用例应用程序都很重要。聚合物可以使用聚电解质吸附过程吸附到表面，这对于不粘涂层和几种生物医学设备的开发很重要。

催化剂上的吸附：当分子吸附在某些催化材料上时，通常会加速某些化学反应。

新鞋中的硅胶包：硅胶是一种多孔形式的二氧化硅，是另一种流行的吸附剂。由于硅胶珠充当干燥剂或干燥剂，因此小包与这些物品一起放置。通过吸附，硅胶去除环境中的水分和空气中的湿气。在这种情况下，水是吸附物。

氢气在钯上的吸留：金属上的吸附称为吸留。吸附会发生在多种金属上，包括铁、铂和钯，但唯一的吸附物是氢气。当钯管被加热到红热且内部有氢气时，氢气会被吸附到金属表面上，从而在管中产生部分真空。稀酸溶液中的钯电极也可用于证明吸附。阴极将吸收氢气，直到金属饱和，此时它将开始向溶液表面起泡。

生物材料上的蛋白质吸附：生物材料是简单的人造材料，可以结合到生物中，例如医疗设备。蛋白质几乎立即吸附到生命系统中的生物材料表面。蛋白质是身体的组成部分，白蛋白、免疫球蛋白和纤维蛋白原属于血液和淋巴液中的蛋白质。这些蛋白质在任何界面都具有很强的积累倾向，免疫系统与吸附的蛋白质相互作用以调节身体对生物材料的接受或排斥。

示例问题

问题1：为什么气体吸附在固体上总是放热的解释？

回答：

问题2：气体对固体有效吸附的因素有哪些？

回答：

问题3：什么是泡沫浮选工艺？

回答：

问题四：什么是遮挡？

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问题5：什么是吸附等温线？

回答：

问题6：什么是朗缪尔理论？

回答：