吸附分離技術(shù)

1、吸附分離技術(shù)1吸附分離脈絡(luò)概述 吸附的定義、分類、常用吸附劑和制法、附劑的性能要求吸附的基本理論 吸附過(guò)程、吸附熱力學(xué)、吸附動(dòng)力學(xué)、吸附作用力、影響吸附的因素、吸附劑的再生吸附工藝 間歇吸附、固定床吸附、連續(xù)式吸附、脫附設(shè)備吸附法的應(yīng)用2一. 概述 20世紀(jì)70年代以來(lái)，吸附分離技術(shù)作為一種低能耗的固相萃取分離技術(shù)，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。它是利用具有較強(qiáng)吸附能力的多孔性固體吸附劑，選擇性的將一種或一類物質(zhì)吸附在固體表面，從而實(shí)現(xiàn)流體混合物中不同組分的分離。吸附過(guò)程實(shí)質(zhì)上是通過(guò)相界面上的吸附作用以達(dá)到一種或數(shù)種組分在固相吸附劑上的富集濃縮。 31.1 吸附的定義吸附是一種表面現(xiàn)象，是指固

2、體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí)，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上，被吸附分子在吸附劑表面濃度高于溶液本體相中濃度。具有一定吸附能力的固體材料稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。溶劑/水吸附質(zhì)相互作用相互作用相互作用(如溶解)吸附劑41.2 吸附的分類物理吸附（范德華引力、偶極-偶極作用、氫鍵）化學(xué)吸附（通過(guò)形成化學(xué)鍵的吸附 離子鍵、配位鍵（螯合樹脂）、易裂解的共價(jià)鍵(高分子催化劑)）親和吸附（對(duì)目標(biāo)物呈現(xiàn)專一性或高選擇性。這種吸附專一性或分子識(shí)別性能，來(lái)源于氫鍵、范德華引力、偶極-偶極作用等多種鍵力的空間協(xié)同作用）5吸附性能吸附類型物理吸附化

3、學(xué)吸附作用力選擇性吸附層吸附熱吸附速度穩(wěn)定性溫度的影響分子引力一般沒選擇多層吸附較小，一般在41.9 kJ/mol以內(nèi)快不穩(wěn)定，易解吸溫度升高，吸附量降低化學(xué)鍵有選擇單層吸附較大，一般在83.7418.7KJ/mol以內(nèi)較慢較穩(wěn)定，不易解吸溫度升高，吸附速度增加物理吸附和化學(xué)吸附之間的區(qū)分并沒有嚴(yán)格的界限。在實(shí)際的吸附過(guò)程中，上述幾類吸附往往同時(shí)存在。物理吸附和化學(xué)吸附在一定條件下也是可以互相轉(zhuǎn)化的。同一物質(zhì)，可能在較低溫度下進(jìn)行物理吸附，而在較高溫度下往往又是化學(xué)吸附。61.3 常用吸附劑吸附分離材料按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類無(wú)機(jī)吸附劑高分子吸附劑炭質(zhì)吸附劑按吸附機(jī)理分類化學(xué)吸附物理吸附親和吸附離子交換

4、劑螯合劑可再生高分子試劑和催化劑陽(yáng)離子交換劑陰離子交換劑兩性離子交換劑按形態(tài)和孔結(jié)構(gòu)分類球型樹脂（大孔、凝膠、大網(wǎng)）離子交換纖維與吸附性纖維無(wú)定型顆粒吸附劑免疫吸附劑仿生吸附劑非極性吸附劑中極性吸附劑極性吸附劑7 具有一定晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)化合物，最典型的天然無(wú)機(jī)吸附劑為沸石類（Zeolite),包括方沸石、菱沸石、絲光沸石、交沸石、鈉沸石等。其它天然的硅鋁酸鹽如蒙脫土、綠砂以及長(zhǎng)石類礦物（正長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、灰長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石）也可作為無(wú)機(jī)吸附劑使用。 人工合成的無(wú)機(jī)吸附劑有合成沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠、磷酸鋯等。1、無(wú)機(jī)吸附劑8(1) 硅膠硅膠有天然的，也有人工合成的。天然的多孔SiO2通常稱為

5、硅藻土，人工合成的稱為硅膠，用水玻璃制取。9(2) 活性氧化鋁活性氧化鋁：活性氧化鋁對(duì)水有較強(qiáng)的親合力，因此工業(yè)上常將其用作氣（液）體的干燥劑。而它的再生溫度又比分子篩低得多?？捎没钚匝趸X干燥的部分工業(yè)氣體包括：Ar、He、H2、氟利昂、氟氯烷等。另外，活性氧化鋁還可用作催化劑載體?；钚匝趸XAl(OH)3由三水合鋁或三水鋁礦加熱脫水制成。根據(jù)制造工藝不同，氧化鋁分為低溫氧化鋁和高溫氧化鋁。前者的活化溫度低于600，其不同形態(tài)的氧化化鋁包括、和型氧化鋁；后者的活化溫度為900-1000，其中包括和氧化鋁。一般在工業(yè)上所用的氧化鋁多用拜耳法制成， 102、炭質(zhì)吸附劑 炭質(zhì)吸附劑 包括活性炭、活

6、性炭纖維以及炭化樹脂。其中活性炭為微晶類碳系，微晶尺寸1-3nm。活性炭的整 體外觀為無(wú)定形顆粒?；钚蕴渴且环N非極性吸附劑，是由含碳為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。其外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種?；钚蕴恐饕煞殖家酝?，還有少量的氧、氫、硫等元素，以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可以耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。11(1) 活性炭與其它吸附劑相比，活性炭具有巨大的比表面積，通?？蛇_(dá)500-1700m2/g，因而形成強(qiáng)大的吸附能力。微孔的容積約為0.15-0.9mL/g，比表面積占活性炭總比表面積的95%以上。過(guò)渡孔的容積通

7、常為0.02-0.1mL/g，比表面積一般不超過(guò)總比表面積的5%；大孔的容積為0.2-0.5mL/g。在氣相吸附中，吸附容量在很大程度上決定于微孔，而在液相吸附中，過(guò)渡孔則起主要作用。12由C、H等元素組成的聚合物，經(jīng)過(guò)直接或間接熱處理得到的碳質(zhì)吸附劑。(2) 炭化樹脂CHA-111樹脂的外表面 MCH-111樹脂的外表面 ND-900樹脂的外表面13(3) 活性炭纖維(ACF) 根據(jù)生產(chǎn)中前驅(qū)體的不同，目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的活性炭纖維產(chǎn)品主要分為粘膠基ACF、酚醛基ACF、聚丙稀腈基ACF(PAN-ACF)、瀝青基ACF(pitch-ACF)等。 ACF有豐富的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，有多種

8、形式的制成品，與粉末狀和顆粒狀吸附材料相比，吸附和脫附速率更快；另外，ACF在震動(dòng)下不產(chǎn)生裝填松動(dòng)和過(guò)分密實(shí)的現(xiàn)象，克服了在操作過(guò)程中形成溝槽和沉降的問(wèn)題。143、吸附樹脂（高分子吸附劑） macroreticular resin;macroporous adsorbent; polymeric adsorbent吸附樹脂就是樹脂吸附劑，是利用樹脂能發(fā)生吸附解吸作用，以達(dá)到物質(zhì)的分離、凈化目的的一類可以反復(fù)使用的樹脂。15（1）吸附樹脂的分類電荷均勻分布，不帶任何功能基含有酯基一類的極性基團(tuán)具有酰胺、亞砜、腈等基團(tuán)，這些基團(tuán)的極性大于酯基有極性最強(qiáng)的極性基團(tuán)，如吡啶基、氨基等16（2）樹脂吸附

9、劑的特點(diǎn)適用范圍寬，廢水中有機(jī)物濃度從幾個(gè)到幾萬(wàn)mg/L、從極性有機(jī)物到非極性有機(jī)物均可用此法進(jìn)行處理；吸附效率高，脫附再生容易；樹脂性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，每年材料損耗大約為5%；工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，設(shè)備占地面積小，不需高溫高壓；固液容易分離，在水體中不會(huì)引入新的污染物； 對(duì)三廢的適應(yīng)性強(qiáng)，吸附材料耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑、耐氧化，對(duì)微生物污染和放射性也有一定的耐受能力；在治理廢水的同時(shí)，富集回收了廢水中的有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化。171.4 吸附劑的性能要求大的比表面積和合適的孔徑較高的強(qiáng)度和耐磨性顆粒大小均勻具有一定的吸附分離能力具有一定的商業(yè)規(guī)模及合理的價(jià)格18二、吸附的基本理論19 2

10、.1 吸附過(guò)程固體吸附劑與流動(dòng)相接觸，流動(dòng)相中的一種或多種溶質(zhì)向固體顆粒表面選擇性傳遞，被吸附和積累于固體吸附劑微孔表面的過(guò)程。吸附分離原理大體可分為以下四種類型: 表面選擇性吸附:范德華力 分子篩效應(yīng):多孔固體中的微孔孔徑均一，與分子尺寸相當(dāng)。尺寸小于孔徑的分子可以進(jìn)入而被吸附,比孔徑大的分子則被排斥在外。 通過(guò)微孔的擴(kuò)散: 利用擴(kuò)散速率的差別分離。 微孔中的凝聚: 多孔固體周圍的可凝氣體在與其孔徑對(duì)應(yīng)的壓力下在微孔中凝聚。表面吸附是基本的,其它是伴隨發(fā)生.20另一類吸附過(guò)程是化學(xué)吸附，以化學(xué)鍵結(jié)合,一般為不可逆過(guò)程，工業(yè)應(yīng)用少，分析化學(xué)中有。例:巰基棉吸附、黃原酯棉吸附 1、巰基棉吸附：

11、利用巰基乙酸與棉花纖維上的羥基的酯化反應(yīng)，將巰基接到纖維素大分子上。利用巰基與不同元素離子的反應(yīng)進(jìn)行分離富集。 2、黃原酯棉 脫酯棉與氫氧化鈉作用生成堿纖維，再與二硫化碳進(jìn)行酯化反應(yīng)，把黃原酸基團(tuán)固定在棉纖維上。利用黃原酸基團(tuán)的作用進(jìn)行分離富集。21吸附過(guò)程:變溫吸附：通常在環(huán)境溫度吸附，加熱條件下解吸，利用溫度的變化實(shí)現(xiàn)吸附和解吸再生循環(huán)操作。常用于從氣體或液體中分離少量雜質(zhì)。變壓吸附：在較高組分分壓的條件下選擇性吸附氣體混合物中的某些組分，然后降低壓力或抽真空使吸附劑解吸，利用壓力的變化完成循環(huán)操作。般用于氣體混合物的主體分離。變濃度吸附：液體混合物中的某些組分在環(huán)境條件下選擇性地吸附，然

12、后用少量強(qiáng)吸附性液體解吸再生。用于液體混合物的主體分離。222.2吸附等溫線 吸附等溫線是描述吸附平衡行為的基本工具，可用于比較吸附劑的基本吸附性能。由于吸附機(jī)理在很大程度上決定了吸附等溫線的形狀，因而對(duì)吸附等溫線分類有助于診斷吸附過(guò)程。 在固體對(duì)氣體的吸附中，吸附量是溫度和壓力的函數(shù)；在固體對(duì)液體的吸附中則為溫度和溶液中吸附質(zhì)濃度的函數(shù)。 固定溫度下，吸附量與濃度的關(guān)系為等溫吸附，通常用吸附等溫線來(lái)描述所研究體系達(dá)到平衡時(shí)吸附量與溶液中吸附質(zhì)濃度的關(guān)系。23 濃度增大曲線往上斜，如IV，表示吸附由單分子層開始向多分子層進(jìn)行。 曲線的形狀反映吸附的難易，低濃度下曲線向下彎，如I、II、IV的初

13、始表示分子容易被吸附；如不易被吸附則向上彎，如III、V。242.3吸附的熱力學(xué)參數(shù) 樹脂吸附有機(jī)物的熵變S（Entropy）、自由能變G( Free energy) 可作為吸附的推動(dòng)力來(lái)說(shuō)明吸附是否自動(dòng)發(fā)生。若G吸附 =G（溶質(zhì)-樹脂）-G（溶質(zhì)-溶劑） 0）對(duì)吸附推動(dòng)力的解釋26 吸附樹脂由溶劑里吸附溶質(zhì)，實(shí)際上是吸附質(zhì)與吸附樹脂及溶劑間作用力平衡的結(jié)果，要求吸附質(zhì)與樹脂的作用力大于與溶劑的作用力，這可用溶質(zhì)分子由溶液跑到樹脂表面產(chǎn)生的自由能減少(-G)來(lái)衡量，故當(dāng)G吸附 =G（溶質(zhì)-樹脂）-G（溶質(zhì)-溶劑） 0，吸附能夠自發(fā)進(jìn)行。 顯然，溶質(zhì)在水中溶解度越小， G（溶質(zhì)-溶劑）的降低也越

14、小， G吸附就越大，越有利于吸附。酸堿、鹽的存在會(huì)減少有機(jī)物在水里的溶解度，故對(duì)吸附有利。2. 自由能降低G 、巰基棉的吸附性能 吸附酸度：溶液酸度是主要影響因素，巰基對(duì)元素的結(jié)合力越強(qiáng)，定量吸附該元素的允許酸度就越高。元素的形態(tài)不同、價(jià)態(tài)不同，定量吸附的酸度也不同 吸附速度：巰基棉具有良好的親水性和較大的表面積，對(duì)金屬的吸附速度一般比螯合樹脂要快.由反應(yīng)速度和吸附力確定Se4+: 4 ml/min; As3+: 2ml/min其它元素: 10-20 ml/min 吸附量：主要取決于巰基化合物的含量與吸附條件含巰基1%的SCF:對(duì)Zn，Cd，Pb, Sb, Bi, In的飽和吸附量0.3-0.

15、4 mg/g對(duì)Ag, Hg, Au: 0.6 mg/g在微量分析中，巰基棉用量：0.1g已足夠40吸附順序：對(duì)微量元素的結(jié)合能力與元素的種類、存在形態(tài)和價(jià)態(tài)有關(guān)。多種元素共存時(shí)，優(yōu)先吸附與其結(jié)合能力較強(qiáng)的元素已被吸附的元素還可以被結(jié)合能力更強(qiáng)的元素所置換。實(shí)驗(yàn)確定的吸附強(qiáng)弱順序如下：Pt(IV)Pd(II)Au(III)Se(IV)Te(IV)As(III)Hg(II)Ag(I)Sb(III)Bi(III)Sn(II)CH3Hg+Cu(II)In(III)Pb(II)Cd(II)Zn(II)共存物的干擾及消除：較高濃度的堿金屬、堿土金屬以及Fe,Mn,Co,Ni,Cr等不干擾巰基棉對(duì)重金屬離子

16、的定量吸附。各種重金屬離子因與巰基的結(jié)合能力不同而產(chǎn)生的干擾可通過(guò)控制溶液酸度進(jìn)行選擇性吸附。氧化劑能氧化巰基而使其吸附量下降，但不影響痕量元素吸附414、巰基棉吸附分離操作 富集方式：靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附 具體操作與離子交換分離富集相同。 使用儀器：柱，分液漏斗或普通漏斗解吸方式： 熱消解法： 溫浸法或加熱煮沸法： 洗脫法：洗脫法可避免巰基棉轉(zhuǎn)移時(shí)的損失和污染，避免灼燒、消解等帶來(lái)的誤差。適用于吸附能力較弱的元素吸附能力較強(qiáng)的貴金屬離子Pt，Pd，Au， Se4+ 需用較濃的酸，采用溫浸法或加熱煮沸法才能定量解吸。5、應(yīng)用痕量重金屬、貴金屬的富集424.2、黃原酯棉吸附分離(CCX)1 黃原脂

17、棉的制備脫脂棉與NaOH作用生成堿纖維(C6H10O5)nC6H9OOH再與CS2酯化將黃原酸鈉牢固地附在棉花纖維上，生成黃原酯棉 S (C6H10O5)n C6H9OC S Na2 吸附機(jī)理與吸附方式機(jī)理： S (C6H10O5)n C6H9O C S Na + M S (C6H10O5)n C6H9O C S M + Na+43高價(jià)態(tài)離子比較復(fù)雜:Au3+: 可能被還原成Au+, 也可能是Au3+與3個(gè)CCX吸附方式: 振蕩吸附: 黃原酯棉易振散而殘留在溶液中，回收率偏低。 柱吸附： 溶液過(guò)柱的平衡時(shí)間短，抗干擾性能差允許酸度低,上柱前先過(guò)濾除去礦渣 攪拌吸附: CCX在攪拌過(guò)程中逐漸縮緊

18、不易脫落散失, 攪拌一般用30min，平衡時(shí)間長(zhǎng),抗干擾能力極強(qiáng)，允許酸度范圍寬，有利于批量樣品分析。443 吸附條件和解脫方式吸附酸度： Au: 0.07-1.40 mol/L HCl-HNO3溶液中可定量吸附 Ag: 5-35HClO4介質(zhì)中可定量吸附, 回收率99 Cu, Pb, Cd: 在pH5左右黃原酯棉用量：一般分析上用0.1-0.2g 可滿足需要。振蕩和攪拌吸附時(shí)間: 一般為30min即能吸附完全柱吸附流速: 1-3mL/min解脫方式：一般用HCl，HNO3、HCl-HNO3等進(jìn)行解脫，也可用灰化、灼燒及用酸浸取溶解的方法。選何種解脫方法, 視吸附的金屬離子和測(cè)定方法而定。4

19、應(yīng)用重金屬、貴金屬的富集454.3、泡沫塑料吸附分離利用聚氨基甲酸酯泡沫塑料(簡(jiǎn)稱泡塑)進(jìn)行吸附1970年進(jìn)入分析化學(xué)領(lǐng)域，開始用于Au，后對(duì)Tl.我國(guó)泡塑吸附應(yīng)用研究較多，研究元素涉及30余種，建立了多種類型的泡塑吸附體系。1泡塑對(duì)金屬的吸附性能泡塑含有聚醚氧結(jié)物，適宜于接受1，2價(jià)絡(luò)陰離子，它的吸附類似于陰離子交換樹脂的行為。故其吸附具有選擇性。Au, Tl: 以MeX4-鉑族元素：以Men(SCN)mm-n(mn)Ta: 以(TaF6)-泡塑動(dòng)態(tài)吸附率稍高于靜態(tài)吸附462 解脫方法常用灰化法和濕法解脫兩種。采用灰化解脫必須謹(jǐn)防揮發(fā)損失。濕法解脫有三種途徑： 一是浸入丙酮、氯仿等有機(jī)溶劑，

20、使泡塑體膨脹、孔隙增大、泡塑功能團(tuán)的鍵合力減弱以至斷裂、達(dá)到解吸目的 二是利用氧化還原作用，使離子價(jià)態(tài)變化而脫離泡塑 三是利用EDTA，NH3H20等絡(luò)合劑與吸附物中金屬絡(luò)合生成親水性絡(luò)合物，從而實(shí)現(xiàn)解脫。3 負(fù)載泡塑在泡塑上負(fù)載各類萃取劑、離子交換劑。負(fù)載泡塑其吸附性能與所負(fù)載的萃取劑有直接關(guān)系，可參考萃取條件進(jìn)行吸附和解脫。能強(qiáng)化其吸附性能、選擇性，或擴(kuò)大其吸附范圍474 應(yīng)用Au, Tl, Cu, Pd等金屬捕集水中污染物，對(duì)有機(jī)芳香族化合物進(jìn)行萃取，對(duì)有機(jī)污染物中某些非金屬的吸附484.4活性炭的應(yīng)用活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過(guò)物理和化學(xué)

21、方法對(duì)原料進(jìn)行破碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可按照中國(guó)國(guó)標(biāo)GB，或按照其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如：美國(guó)ASTM，日本JIS，德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)等。 活性炭應(yīng)用 49活性炭廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，如石化行業(yè)的無(wú)堿脫臭（精制脫硫醇）、乙烯脫鹽水（精制填料）、催化劑載體（鈀、鉑、銠等）、水凈化及污水處理；電力行業(yè)的電廠水質(zhì)處理及保護(hù)；化工行業(yè)的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精制；食品行業(yè)的飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫

22、色；黃金行業(yè)的黃金提取、尾液回收；環(huán)保行業(yè)的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化；以及相關(guān)行業(yè)的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等?；钚蕴吭谖磥?lái)將會(huì)有極好的發(fā)展前景和廣闊的銷售市場(chǎng)。 50活性炭的用途及種類 1、空氣凈化 2、污水處理場(chǎng)排氣吸附 3、飲料水處理 4、電廠水預(yù)處理 5、廢水回收前處理 6、生物法污水處理 7、有毒廢水處理 8、石化無(wú)堿脫硫醇 9、溶劑回收 10、化工催化劑載體 11、濾毒罐 12、黃金提取 13、化工品儲(chǔ)存排氣凈化 14、制糖、酒類、味精醫(yī)藥、食品精制、脫色 15、乙烯脫鹽水填料 16、汽車尾氣凈化 17、PTA氧化裝置凈化

23、氣體 51活性炭產(chǎn)品的應(yīng)用方向及領(lǐng)域 石化行業(yè) 無(wú)堿脫臭（精制脫硫醇）重催的精制裝置 乙烯脫鹽水（精制填料）乙烯裝置 催化劑載體（鈀、鉑、銠等）苯乙烯、連續(xù)重整裝置 水凈化及污水處理上水及下水的深度處理 電力行業(yè) 電廠水質(zhì)處理及保護(hù)鍋爐裝置 化工行業(yè) 化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精制 食品行業(yè) 飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫色 黃金行業(yè) 黃金提取適用炭漿法、堆浸法提金工藝 尾液回收金礦的廢物利用及環(huán)境保護(hù) 環(huán)保行業(yè) 用于污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化 相關(guān)行業(yè) 香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸 漬劑液的制備等524.5 硅膠的應(yīng)

24、用簡(jiǎn)介一般來(lái)說(shuō)，硅膠按其性質(zhì)及組分可分為有機(jī)硅膠和無(wú)機(jī)硅膠兩大類。按其組成形狀分為擠出硅膠和模壓硅膠。無(wú)機(jī)硅膠是一種高活性吸附材料，通常是用硅酸鈉和硫酸反應(yīng)，并經(jīng)老化、酸泡等一系列后處理過(guò)程而制得。硅膠屬非晶態(tài)物質(zhì)，其化學(xué)分子式為mSiO2 nH2O。不溶于水和任何溶劑，無(wú)毒無(wú)味，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除強(qiáng)堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。各種型號(hào)的硅膠因其制造方法不同而形成不同的微孔結(jié)構(gòu)。硅膠的化學(xué)組份和物理結(jié)構(gòu)，決定了它具有許多其它同類材料難以取代的特點(diǎn)：吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機(jī)械強(qiáng)度等。有機(jī)硅膠是一種有機(jī)硅化合物，是指含有Si-C鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的

25、化合物，習(xí)慣上也常把那些通過(guò)氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機(jī)硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一類，約占總用量的90%以上。53無(wú)機(jī)硅膠的用途大孔硅膠一般用作催化劑載體、消光劑、牙膏磨料等。因此應(yīng)根據(jù)不同的用途選擇不同的品種。硅膠可以用來(lái)作干燥劑，而且可以重復(fù)使用。硅膠是由硅酸凝膠mSiO2nH2O適當(dāng)脫水而成的顆粒大小不同的多孔物質(zhì)。具有開放的多孔結(jié)構(gòu)，比表面（單位質(zhì)量的表面積）很大，能吸附許多物質(zhì)，是一種很好的干燥劑、吸附劑和催化劑載體。硅膠的吸附作用主要是物理吸附，可以再生和反復(fù)使用。 在

26、堿金屬硅酸鹽（如硅酸鈉）溶液中加酸，使之酸化，再加入一定量的電解質(zhì)進(jìn)行攪拌，即生成硅酸凝膠；或者在較濃的硅酸鈉溶液中加酸或銨鹽也能生成硅酸凝膠。將硅酸凝膠靜置幾小時(shí)使之老化，然后用熱水洗去可溶性鹽類,在6070下烘干并在約300時(shí)活化，即可得硅膠。 將硅酸凝膠用氯化鈷溶液浸泡后再烘干和活化，可得變色硅膠。用它作干燥劑時(shí)，吸水前是藍(lán)色，吸水后變紅色，從顏色的變化可以看出吸水程度，以及是否需要再生處理。硅膠還廣泛用于蒸氣的回收、石油的精煉和催化劑的制備等方面54無(wú)機(jī)硅膠作為干燥劑來(lái)使用，可具體到以下幾個(gè)方面1.主要用于儀器、儀表、設(shè)備等在密閉條件下的吸潮防銹。2.與普通硅膠干燥劑配合使用，指示干燥劑的吸潮程度和判斷環(huán)境的相對(duì)濕度。作為包裝用硅膠干燥劑，廣泛用于精密儀器、皮革、服裝、食品、藥品和家用電器等。3.硅膠因?yàn)槠涫称芳?jí)用途可以用來(lái)做嬰兒奶嘴等與人體直接接觸的用品，另外，硅膠也可用來(lái)生產(chǎn)避孕套。55有機(jī)硅性能最突出性能是：1耐溫特性有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅氧（SiO）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，CC鍵的鍵能為82.6千卡/克分子，SiO鍵的鍵能在有機(jī)硅中為121千卡/克分子，所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)