Сорбент — это нерастворимый материал, который либо поглощает , либо адсорбирует жидкости [1] или газы. [2] Они часто используются для удаления загрязняющих веществ и при ликвидации последствий химических аварий [3] и разливов нефти . [4] Помимо использования в промышленности, сорбенты используются в коммерческих продуктах, таких как подгузники [5] и поглотители запахов , [6] и исследуются для применения в анализе воздуха окружающей среды, в частности, при анализе летучих органических соединений . [7] Название сорбент происходит от слова sorb , [8] которое само по себе является производным от adsorb и absorb. [9]
Механизм действия
Сорбенты собирают определенные жидкости или газы в зависимости от состава материала, используемого в сорбенте. Некоторые из наиболее распространенных сорбентов, используемых для очистки разливов нефти, изготавливаются из материалов, которые являются как олеофильными , так и гидрофобными , имеют большую площадь поверхности за счет структурных конструкций, которые включают поры и капилляры, и втягивают жидкость посредством капиллярного действия . [1] Сорбенты могут использоваться для сбора нежелательных ионов и действовать как многоразовая ионообменная смола , состоящая из заряженных слоев материала, который можно нагревать или иным образом обрабатывать для удаления загрязняющих веществ. [10] В этом и подобных случаях частицы загрязняющих веществ притягиваются к сорбенту посредством электростатических сил . [11] Некоторые сорбенты химически связываются с частицами посредством химической адсорбции или хемосорбции ; этот процесс часто сложнее обратить вспять . [12]
Примеры
Сорбенты бывают разных форм и материалов, в том числе:
Активированный уголь, наиболее широко используемый сорбент, известный и производимый с 19 века, [13]
^ ab Georgiev, Paweł; Belka, Mariusz; Bączek, Tomasz; Płotka-Wasylka, Justyna (июнь 2023 г.). «Присутствие полициклических ароматических углеводородов в одноразовых детских подгузниках: простой метод определения с помощью экстракции жидкость-жидкость с помощью высаливания в сочетании с газовой хроматографией-масс-спектрометрией». Журнал хроматографии A. 1698 : 463981. doi : 10.1016/j.chroma.2023.463981. PMID 37098291.
^ Танака, Акихиро (июль 2009 г.). «Контроль выделения запаха во время компостирования навоза крупного рогатого скота с помощью дезодорации компоста и использования обогащенного азотом компоста». Nioi Kaori Kankyou Gakkaishi (на японском языке). 40 (4). Японская ассоциация по запахам окружающей среды: 229–234. doi :10.2171/jao.40.229. ISSN 1348-2904.
^ Уиллис 2009, стр. 99–102.
^ "Определение слова 'сорбент'". Collins English Dictionary . HarperCollins Publishers . Получено 11 июня 2024 г. .
^ "Определение 'sorb'". Collins English Dictionary . HarperCollins . Получено 11 июня 2024 г. .
^ Женисова, Акбота; Микели, Франческа; Росси, Леучио; Стендардо, Стефано; Фосколо, Пьер Уго; Галлуччи, Катя (апрель 2014 г.). «Экспериментальная оценка синтетических сорбентов на основе Mg и Ca для улавливания CO2». Химические инженерные исследования и проектирование . 92 (4): 727–740. дои : 10.1016/j.cherd.2013.11.005.
^ Гату, Мария-Анна; Цуклерис, Димитриос; Павлату, Евангелия А.; Лагопати, Нефели (19.02.2020). «Коммерческие губки как новая технология удаления сырой нефти из морской воды и промышленных сточных вод: обзор». Биомедицинский журнал научных и технических исследований . 25 (5): 19426–19436. doi : 10.26717/BJSTR.2020.25.004251 . ISSN 2574-1241.
^ Bayat, A.; Aghamiri, SF; Moheb, A.; Vakili-Nezhaad, GR (декабрь 2005 г.). «Очистка морской воды от нефтяных разливов с помощью сорбирующих материалов». Chemical Engineering & Technology . 28 (12): 1525–1528. doi :10.1002/ceat.200407083. ISSN 0930-7516.
^ Дас, Дипаян; Прадхан, Арун Кумар; Пурдейхими, Бехнам (2012-11-05). «Зависимость поведения нетканых материалов при поглощении жидкости от их материальных и структурных характеристик: моделирование и эксперименты». Журнал прикладной полимерной науки . 126 (3): 1053–1060. doi :10.1002/app.36635. ISSN 0021-8995.
^ Флёрке, Отто В.; Греч, Гериберт А.; Бранк, Фред; Бенда, Леопольд; Пашен, Зигфрид; Бергна, Орасио Э.; Робертс, Уильям О.; Уэлш, Уильям А.; Либанати, Кристиан; Эттлингер, Манфред; Кернер, Дитер; Майер, Моника; Меон, Уолтер; Шмоль, Ральф; Гис, Герман; Шиффманн, Дитмар (15 апреля 2008 г.). «Силикат». Энциклопедия промышленной химии Ульмана (1-е изд.). Уайли. дои : 10.1002/14356007.a23_583.pub3. ISBN978-3-527-30385-4.
Auckett, Josie E.; Duyker, Samuel G.; Turner, David R.; Batten, Stuart R.; Peterson, Vanessa K. (июль 2018 г.). «Понимание функциональности селективного газового сорбента, полученное с помощью нейтронной дифракции с временным разрешением». ChemPlusChem . 83 (7): 669–675. doi :10.1002/cplu.201800210. ISSN 2192-6506. PMID 31950628.
Ji, Seulgi; Kim, Seong K.; Song, Wooseok; Myung, Sung; Lim, Jongsun; Jung, Ha-Kyun; An, Ki-Seok; Lee, Sun Sook (март 2019 г.). «Экологически чистый химический сорбент на основе ацетата целлюлозы для разливов опасных летучих органических жидкостей: идеальный материал для решения проблемы опасностей испарения». Целлюлоза . 26 (4): 2587–2597. doi :10.1007/s10570-019-02264-9. ISSN 0969-0239.
Ge, Jin; Zhao, Hao-Yu; Zhu, Hong-Wu; Huang, Jin; Shi, Lu-An; Yu, Shu-Hong (декабрь 2016 г.). «Усовершенствованные сорбенты для очистки нефтяных разливов: последние достижения и будущие перспективы». Advanced Materials . 28 (47): 10459–10490. doi :10.1002/adma.201601812. ISSN 0935-9648. PMID 27731513.
Янг, Ральф Т. (2003). Адсорбенты: основы и применение . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-29741-3.