吸着

气体与固体表面接触后若气体量的减少是由于气体在固体中的溶解或与固体形成混晶，则称为吸收；若气体量的减少是由于气体分子与固体表面的作用而在固气界面上的富集，则称为吸附。对于内表面很大的多孔性固体吸收与吸附难以区别，或某些体系一时难以确定是吸收与吸附，则常含混称为吸着。

新型CO2分离膜的气体吸着性能

研制出一种对

具有促进传递作用的新型膜材料 ———聚乙烯胺(PVAm),在这种聚合物中，伯胺基作为运输

的载体，被共价键固定于高分子骨架上，仅在一定范围内发生振动。将此膜材料覆盖在聚砜(PS)基膜上制成复合膜，经实验测试，这种复合膜对

表现出相当高的选择透过性能。气体在膜内的选择透过性能是由气体在膜内的溶解与扩散性能共同决定的，而测试和评价膜对气体的吸着(吸收、吸附，或二者共存)行为是考察气体在膜内溶解特性的重要方法。

常温下复合膜与基膜的吸着性能比较

在28.7℃下测定了PVAm-PS复合膜和PS基膜对

的吸着等温线可看出，同PS基膜相比，复合膜具有很 高的

吸着量，说明其对

大量吸着来自于基膜上的PVAm复合层。当压力高于1MPa时，PS基膜对

的吸着达到饱和状态，然而 复合膜的吸着量随着CO压力的提高仍呈现较快的增长趋势，在2MPa的压力下，复合膜对

的吸着量可达

.因为典型的化学吸附在高于一定压力时吸附量随压 力的增加趋于平缓，所以作者推测，

与PVAm间的物理作用占有一定比重。为了进一步考察PVAm复合层对CO的吸着情况，把复合膜的吸着量减去基膜的吸着量后得到近似为纯PVAm层对

的吸着曲线可看出，随着压力的升高等温线有向上弯曲的趋势。与BET常见的5类吸着等温线相比，此曲线线型接近于Ⅲ型等温线。Ⅲ型等温线通常被认为是气体-固体之间微弱作用力的特征曲线。

温度的影响和吸着热

比较了不同吸着温度下PVAm-PS复合膜的吸着等温线，结果表明吸着温度对复合膜的吸着量具有显著影响。在相同压力下，301.85K时

吸着量是320.45K时吸着量的2倍以上。而且不同温度的吸着曲线特征也不同，常温下的吸着曲线基本呈线性增长趋势，体现了物 理吸着的特征，而温度为320.45K时的吸着等温线在压力高于1.5MPa时已处于饱和吸着状态，吸着量不再随温度的变化而变化，这与Langmuir表面层状吸附的规律较为类似，可见，随着温度的变化，发生吸着的主要机理也在变化。由直线斜率可求得

。此数据比

物理吸附热的最高值(

)还要高，可见

与复合膜的作用也并非单纯的物理作用，化学作用也占一定比例。这说明，PVAm -PS复合膜对

气体吸着的微观机理是复杂的。经过初步分析认为，复合膜对

的高吸着量来源于膜中所含的伯胺基，因为伯胺基与

分子间的作用是化学作用，所以吸着热较高。而这一化学作用又引发了大量

的物理溶解，从而使吸着等温线呈现出明显的物理吸着特征。对于

在膜中的具体存在形式仍在进一步研究中。还测试了复合膜对

的吸着容量。在实验条件下没有检测出复合膜对这些气体的明显吸着，亦即 PVAm -PS复合膜对这些气体仅有极微弱的吸着。认为，正是由于PVAm -PS膜对CO气体的这种高选择性吸着导致了其高选择透过性能。

两种褐藻对铜和镉的吸着及洗脱

运用缸式及柱式吸着方法研究了两种大型褐藻对溶液中

的吸着能力。以探索生物吸着法去除工业废水中重金属的可行性。

关于吸附与吸着

按照表面科学中的定义，实验所显示的这种藻体与重金属的相互作用，称作“吸着”比“吸附”更确切。因为从文献看，还没有直接的实验证据，能够证明这种相互作用只发生在藻体的表面上或者藻细胞表面。而“吸附”一定是在表面上发生的。重金属很可能扩散至整个藻体之中。文献中经常用Langmuir等温式或Frundlich等温式来处理数据，这只应理解为一种整理数据的方法，而不表明这种吸着现象肯定是表面吸附。基于这种考虑，只把实验数据点连起来，不再用上述式子拟合。

pH值对褐藻吸着Cu和Cd的性能影响结果的解释

从体系pH值对褐藻吸着

的性能影响结果看，最有利于褐藻吸着的pH值在

的弱酸性范围内。根据对褐藻细胞壁结构的理解，结合金属离子在水溶液中的化学形态分布知识，这种现象可以得到解释。文献中普遍认为，褐藻对于重金属的吸着作用，主要应归于褐藻细胞壁的主要成分褐藻胶的离子交换性质。在褐藻胶这种天然高聚物上，连接着很多羧基：

。在水溶液中，金属离子和羧基上的

可以进行离子交换。当体系的酸度较高时，褐藻酸上的羧基先结合

，所以此时金属离子的吸着量较少，因此，作为洗脱液，

的

是有效的；而当酸度很低时，由金属离子的水化学可知，金属离子在水溶液中将被各种阴离子(包括羟基)等所包围，形成带负电的基团，不容易和带负电荷的羧基结合。所以在高pH值时，金属离子的吸着量也应很小。实验证明确实如此，即存在一个适中的pH值，此时褐藻吸着性能最好。

Cu和Cd的吸着比较

观察海黍子对

的吸着，会发现当

单独存在时，海黍子对

的吸着量明显小于对

的吸着量，而二者共存时，

的吸着明显彼此抑制。相比之下，

受的抑制更强一些。观察海带对

的吸着，也可看到类似的现象。这可能是由于

和褐藻细胞壁之间的化学作用，除了静电引力之外，还存在着较强的络和作用；而

与细胞壁之间的络和作用较弱，主要是静电作用。因此，两种褐藻对

的吸着能力比

强。当两种金属共存时，吸着量受彼此竞争的影响。由于

还存在着较强的络和作用，因此在竞争中有利。由于

和吸着位点间的静电作用不会有显著差异，这种吸着性能的不同只能归因于

间的配位化学性质的区别。