1. Gambaran Umum Proses Pemisahan Adsorpsi
Adsorpsi berarti bahwa ketika suatu fluida (gas atau cairan) bersentuhan dengan zat padat berpori, satu atau lebih komponen dalam fluida dipindahkan ke permukaan luar zat berpori dan permukaan bagian dalam mikropori untuk memperkaya permukaan tersebut. membentuk proses lapisan monomolekul atau lapisan multimolekul.
Cairan yang diadsorpsi disebut adsorbat, dan partikel padat berpori itu sendiri disebut adsorben.
Karena perbedaan sifat fisik dan kimia antara adsorbat dan adsorben, maka kapasitas adsorpsi adsorben untuk adsorbat yang berbeda juga berbeda.Dengan selektivitas adsorpsi yang tinggi maka komponen fasa adsorpsi dan fasa serapan dapat diperkaya sehingga terwujud pemisahan zat.
2. Proses adsorpsi/desorpsi
Proses adsorpsi: Ini dapat dianggap sebagai proses konsentrasi atau sebagai proses pencairan.Oleh karena itu, semakin rendah suhu dan semakin tinggi tekanan, semakin besar kapasitas adsorpsinya.Untuk semua adsorben, gas yang lebih mudah dicairkan (titik didihnya lebih tinggi) akan lebih banyak diadsorpsi, dan gas yang kurang bisa dicairkan (titik didihnya lebih rendah) akan diadsorpsi lebih rendah.
Proses desorpsi: Ini dapat dianggap sebagai proses gasifikasi atau penguapan.Oleh karena itu, semakin tinggi suhu dan semakin rendah tekanan, desorpsi semakin sempurna.Untuk semua sorben, gas yang lebih cair (titik didihnya lebih tinggi) cenderung tidak terdesorpsi, dan gas yang lebih sedikit bisa dicairkan (titik didihnya lebih rendah) lebih mudah terdesorpsi.
3. Prinsip pemisahan adsorpsi dan klasifikasinya
Adsorpsi dibagi menjadi adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia.
Prinsip pemisahan adsorpsi fisik: Pemisahan dicapai dengan menggunakan perbedaan gaya adsorpsi (gaya van der Waals, gaya elektrostatis) antara atom atau gugus pada permukaan padat dan molekul asing.Besarnya gaya adsorpsi berhubungan dengan sifat-sifat adsorben dan adsorbat.
Prinsip pemisahan adsorpsi kimia didasarkan pada proses adsorpsi dimana terjadi reaksi kimia pada permukaan adsorben padat untuk menggabungkan adsorbat dan adsorben dengan suatu ikatan kimia, sehingga selektivitasnya kuat.Kemisorpsi umumnya lambat, hanya dapat membentuk lapisan tunggal dan bersifat ireversibel.
4. Jenis Adsorben Umum
Adsorben umum terutama meliputi: saringan molekuler, karbon aktif, gel silika, dan alumina aktif.
Saringan molekuler: Memiliki struktur saluran mikropori teratur, dengan luas permukaan spesifik sekitar 500-1000m²/g, terutama mikropori, dan distribusi ukuran pori antara 0,4-1nm.Karakteristik adsorpsi saringan molekuler dapat diubah dengan menyesuaikan struktur saringan molekuler, komposisi dan jenis kation lawan.Saringan molekuler terutama mengandalkan struktur pori karakteristik dan medan gaya Coulomb antara kation seimbang dan kerangka saringan molekuler untuk menghasilkan adsorpsi.Mereka memiliki stabilitas termal dan hidrotermal yang baik dan banyak digunakan dalam pemisahan dan pemurnian berbagai fase gas dan cair.Adsorben mempunyai ciri selektivitas yang kuat, kedalaman adsorpsi yang tinggi dan kapasitas adsorpsi yang besar bila digunakan;
Karbon aktif: Memiliki struktur mikropori dan mesopori yang kaya, luas permukaan spesifik sekitar 500-1000m²/g, dan distribusi ukuran pori terutama pada kisaran 2-50nm.Karbon aktif terutama bergantung pada gaya van der Waals yang dihasilkan oleh adsorbat untuk menghasilkan adsorpsi, dan terutama digunakan untuk adsorpsi senyawa organik, adsorpsi dan penghilangan bahan organik hidrokarbon berat, deodoran, dll.;
Gel silika: Luas permukaan spesifik adsorben berbasis gel silika adalah sekitar 300-500m²/g, terutama mesopori, dengan distribusi ukuran pori 2-50nm, dan permukaan bagian dalam pori-pori kaya akan gugus hidroksil permukaan.Hal ini terutama digunakan untuk pengeringan adsorpsi dan adsorpsi ayunan tekanan untuk menghasilkan CO₂, dll.;
Alumina aktif: Luas permukaan spesifiknya adalah 200-500m²/g, terutama mesopori, dan distribusi ukuran pori adalah 2-50nm.Hal ini terutama digunakan dalam pengeringan dan dehidrasi, pemurnian gas limbah asam, dll.
