متناسب بودن ابعاد سطحی جذبشونده و جاذب از الزامات جذب میباشد، در غیراین صورت فرایند غیربهینه خواهد بود. به عنوان مثال: برای جذب ذرات در محدودهی ۱۰۰میکرومتر، استفاده از سیال نانو ساختار نامعقول خواهد بود. از جملهی مهمترین جاذبهای رایج میتوان به :
خاکهای رس[۵]،
خاکهای فعال شده[۶]،
بوکسیت[۷]،
آلومین[۸]،
ذغال استخوان[۹]،
ذغالهای رنگ بر[۱۰]،
ذغال جاذب گاز،
ذغال فعال شده غربال مولکولی[۱۱]،
غربالهای مولکولی بایستی سوراخهای ۵ انگستروم تا ۵٫۵ انگستروم داشته باشند، به طوری که هیدروکربنهای پارافینی را عبور دهند و هیدروکربنهایایزوپارافینی را عبور ندهند.
جاذبهای سنتزی پلیمری مصنوعی[۱۲]،
جاذبهای سیلیکاژل[۱۳]،
غربالهای مولکولی[۱۴]،
سیلیس،
را نام برد. که هر کدام با توجه به نوع مادهی جذبشونده و تمهیدات اقتصادی میتوانند انتخاب شوند.
غلظت
مقدار ماده جذب شده برای واحد جرم جذب کننده تابعی از غلظت ماده حل شده میباشد. معمولاًاین کمیت را به صورت میلیگرم مادهی جذب شده به ازای گرم جاذب گزارش میکنند. بررسیاین دو کمیت در دمای ثابت منجر به بدستآوردن کمیتایزوترم جذب سطحی میشود.اینایزوترمها توسط افراد مختلفی بررسیشدهاست که از جمله مهمترین آنها میتوان بهایزوترمهای فرندلیچ،ایزوترم تمکین،ایزوترم لانگمیر،ایزوترم دوبین-رادوشکویچ،ایزوترم توس،ایزوترم سیپز،ایزوترم بی ای تی اشاره کرد. در ادامهی فصل۱ هر کدام ازاینایزوترمها را بررسی و معادلات حاکم را بیان خواهد شد.
دما
در بسیاری از موارد، افزایش دما باعث کاهش جذب سطحی میشود مگر در مواردی که جذب سطحی همراه با واکنش شیمیایی باشد. دراین صورت دمای واکنش طبق اصل لوشاتلیه طوری تأثیر بر کل واکنش میگذارد که کل سیستم به طرف تعادل پیش رود. به عبارت دیگر، با افزایش دما برای جذب هایی که گرماده می باشند، جذب کاهش پیدا می کند و برای فرآیندهایی که گرماگیر هستند، با افزایش دما جذب افزایش پیدا می کند.
نوع ماده جذب شده و جاذب
نوع ماده جذب شده و جاذب در جذب سطحی تأثیر گذار است به طوری که بعضی از مواد جاذب قدرت جذب زیاد نسبت به ماده حل شده به خصوصی از خود نشان میدهند، در حالی که نسبت به ماده دیگر قدرت جذب کمتری دارند.
حالت ماده جذب شده و جاذب
حالت ماده جذب شده و جاذب، همراه بودن آن با واکنش شیمیایی، برگشتپذیر بودن و یا برگشتپذیر نبودن واکنش آنها نیز در جذب سطحی تأثیر گذار است.
ذغالهای رنگ بر
این گونه از مواد، جاذبهایی با ظرفیت بالا و قیمت پایین بوده و از جمله کاربردهایاین ماده در رنگبری است. امروزه ذغالهای رنگ بر به شکلهای مختلف ساخته میشوند :
مخلوطکردن مواد گیاهی با مواد معدنی مانند کلرید کلسیم، کربنیزه کردن، و شستشوی مواد معدنی[۱۲].
مخلوطکردن مواد آلی مانند خاک اره با مواد متخلخل مثل سنگ آتشفشانی و حرارت دادن و کربنیزهکردن تا زمانی که مواد کربنی در سطح مواد متخلخل رسوب نمایند[۱۳].
کربنیزهکردن چوب، خاک اره، و مشابه آن و فعالسازی با هوای داغ یا بخار، ازلیگنیت و ذغال بیتومینوس به عنوان مواد اولی استفاده میشود[۱۳].
استفاده از اسیدها برای فعالکردن جاذبهای ارزان [۱۴].
استفاده از التراسونیک برای نشاندن ذرات جاذب بر روی پایه [۱۵].
ازاین مواد برای اهداف زیادی مانند رنگ زدائی محلولهای شکر، مواد شیمیایی صنعتی، داروها و مایعات خشک شوئی، تصفیه آب، تصفیه روغنهای گیاهی و حیوانی، و در بازیابی طلا و نقره از محلولهای سیانور حاصل از شستشوی سنگ معدن، استفاده میشود.این ماده گرانولی و سخت است و دارای تخلخل زیادی است و از ژل رسوب شده توسط واکنش بین اسید و محلول سیلیکات سدیم بدست میآید. مقدار رطوبت آن قبل از استفاده از ۴ تا ۷ درصد متغیر است و معمولا برای خشککردن هوا و گازهای دیگر، در ماسکهای ضد گاز، و برای تفکیک هیدرو کربنها بکار میرود.این ماده با تبخیرترکیب جذب شده برای مصرف مجدد آماده میشود. وقتی کهیک جاذب جامد در داخل یک مایع خالص غوطهور میشود،ایجاد حرارت میکند که به نام حرارت خیس شدن معروف است و نشاندهنده جذب مایع است. اما غوطهورسازی راه مؤثری برای اندازهگیری مقدار جذب نیست. تغییر حجم قابل ملاحظه ای برای اندازهگیری جذب شده رخ نمیدهد و بیرون آوردن و وزنکردن آن نیز تفاوت بین مایع جذب شده و مایع که به صورت همراه آمده را به دست نمیدهد.این مسئله در جذب سطحی گازها وجود ندارد، و تغییر وزن جامد بر اثر جذب قابل اندازهگیری است.
کربن فعال
کربن فعال جاذبی است با ظرفیت بالا و قیمت پایین، از جمله کاربردهایاین ماده به رنگبری از فاز مایع است و رنگبری محلول شکر، تصفیهی آب آشامیدنی، تصفیهی پساب و تصفیهی فاز گازی و بازیافت حلال میتوان اشاره کرد. کربنهای فعال به سه نوع کربن فعال پودری[۱۵]، کربن فعال گرانولی[۱۶]، کربن فعال فیبری[۱۷] تقسیم بندی میشوند.
کربن فعال از پیرولیز مواد گیاهی حاوی کربن تولید میشود و تحت عملیات فعالسازی قرار میگیرد، پارامترهای مهم برای کربن فعال:
اندازهی منافذ
شکل ذرات
از جمله مزیتهای کربن فعال، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
سطح تماس بالا
ساختار منفذی شکل