十、转载:江南大学油脂园地-油脂脱色 3:二种吸附

2022/8/22 14:19:04

广义而言,吸附是在相界面上某种物质的浓度不同于体相浓度的现象。在化工生产中,吸附专指用固体吸附剂处理流体混合物,将其中所含的一种或几种组分吸附在固体表面上,从而使混合物组分分离,故是一种属于传质分离过程的单元操作。吸附是指当液态油脂与多孔固体接触时,液体中某一组分或多个组分在固体表面处产生富集的现象。该种固体称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。

吸附作用是由于固体表面力作用的结果,固体表面的分子受力不对称,存在剩余力场,可以自发地吸附液体或气体,由此减小表面分子受力不对称的程度,降低表面张力和吉布斯函数,尤其是表面积很大的情况下,这种吸附力能产生很大的作用。

吸附是一种表面效应,吸附质只停留在吸附剂表面和其空隙的内表面,并不进入到固体内部,如果进入固体内部则称为吸收。

根据吸附质与吸附剂表面分子间结合力的性质,可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附

物理吸附也称为范德华吸附,它是吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附,分子间作用力包括静电力、诱导力和色散力,分子间作用力普遍存在于所有分子之间,故物理吸附一般没有选择性,可以发生在任何固体表面上。

物理吸附可以是单分子层吸附,也可以是多分子层吸附。当吸附剂表面吸附了吸附质分子后,被吸附的分子还可以继续吸附其它分子,此即谓多层吸附。

物理吸附过程不产生化学反应,不发生电子转移、原子重排及化学键的破坏与生成。由于结合力较弱,使得吸附质分子的结构变化很小,吸附热比较小。

物理吸附易于达到吸附平衡,其吸附速率较快,但吸附剂与吸附质之间的作用力较弱,容易脱附,所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如用丙酮等极性溶剂就易于将色素从吸附剂中解脱出来,用活性炭吸附气体时,只要升高温度,就可以将被吸附的气体逐出活性炭表面。

化学吸附

化学吸附是指吸附剂表面与吸附质之间发生化学反应引起的吸附,在吸附过程中不仅存在引力,主要还有化学键合力。

化学吸附常是不可逆的,且只限于与固体表面直接相接触的单分子层,化学吸附一般发生在活性位上,已被吸附分子不能沿表面移动。

化学吸附使活性白土表现出某种选择性吸附作用,即对某些杂质有特殊的吸附作用,白土晶格带负电,故易吸附阳离子、极性物质和在酸性条件下易于极化的物质,如色素体。

由于其吸附过程中发生键的断裂与形成,故吸附能通常较大,要逐出被吸附的物质需要较高的温度,而且被吸附的物质即使被逐出,也已经产生了化学变化,不再是原来的物质了,即便如此,也不能达到完全脱附。

一般来说化学键的断裂与形成是比较困难的,故化学吸附的吸附速率和脱附速率都较小,吸附平衡较难建立,温度升高对化学吸附有利。

 

稿件来源:食用油营养与安全科技创新团队
  编辑:徐   宇  硕士研究生
  校稿:金   俊  副研究员