Виды сорбентов и в каких случаях они используются Статья

Что такое сорбенты

Сорбенты – вещества, которые связывают другие вещества в жидком, твердом и газообразном состоянии. Например, сорбент активированный уголь в составе промышленных фильтров поглощает сероводород, оксиды серы и другие опасные газы.

Способность сорбентов связывать другие вещества сделала их востребованными в разных отраслях промышленности: от металлургии и теплогенерации до медицины и выпуска продуктов питания.

Сорбенты применяются для очистки газов и жидкостей от нежелательных примесей, а также для удаления жидкостей из среды. Например, для очистки сточных вод на производстве и для осушения воздуха на складах или в лабораториях.

Какие бывают сорбенты

Сорбенты классифицируются по принципу действия, форме, происхождению, способности впитывать воду и масло.

Классификация сорбентов по принципу действия

По принципу действия выделяют адсорбенты, абсорбенты и иониты.

Адсорбенты имеют большую площадь поверхности, которая поглощает другие вещества. Самый известный адсорбент – активированный уголь. Площадь поверхности одного грамма этого вещества достигает 1500 м².

Активированный уголь – самый известный адсорбент

Кроме активированного угля, к адсорбентам относятся оксид алюминия, оксид кремния, цеолиты. Последние стоят особняком, так как обладают свойствами адсорбентов и ионитов одновременно.

Абсорбенты поглощают другие вещества и образуют растворы. Активное вещество растворяется в абсорбенте и остается связанным. Также в процессе абсорбции может происходить химическая реакция, в результате которой трансформируется поглощенное вещество.

К абсорбентам относятся порошкообразная слюда, природный сфагнум и торф, фуллерова земля, песок, глина, вода, масла.

Глина – природный абсорбент

Иониты или ионообменные смолы – синтетические вещества, которые не поглощают другие вещества, но обмениваются с ними ионами. Самая известная сфера применения ионитов — бытовые фильтры воды. В них ионообменные смолы удаляют из водопроводной воды соли тяжелых металлов.

Иониты объединяются в две группы: катиониты и аниониты. Первые обмениваются с активным веществом катионами или положительно заряженными частицами. Именно катиониты удаляют из воды тяжелые металлы. Аниониты обмениваются с веществом отрицательно заряженными частицами. Они способны связывать в воде и в воздухе оксиды серы, оксид фосфора и другие вредные вещества.

В качестве ионитов широко используют природные минералы – цеолиты. Как отмечалось выше, они обладают одновременно большой площадью поверхности и способностью обмениваться ионами с другими веществами. Цеолиты применяются для очистки питьевой воды, воды в аквариумах.

Цеолиты – природные адсорбенты и иониты

Классификация сорбентов по форме

Сорбенты бывают твердыми и жидкими. К твердым относятся упомянутые выше активированный уголь и фуллерова земля. Жидкие – вода, масла, ди- и триэтиленгликоль.

В свою очередь твердые сорбенты бывают гранулированными и волокнистыми. Гранулированные сорбенты представляют собой порошок или гранулы природного или искусственного происхождения. Например, диоксид кремния относится к этой группе сорбентов. Волокнистые сорбенты представляют собой похожую на вату массу из синтетического полимерного волокна. Например, волокнистые сорбенты делают из полипропилена.

Волокнистый сорбент

Волокнистые сорбенты имеют большую площадь поверхности по сравнению с гранулированными. Также их можно использовать повторно. Поэтому волокнистые сорбенты чаще используют для промышленной очистки сточных вод, печных газов, сбора нефтепродуктов и других загрязняющих веществ.

Волокнистые сорбенты поддаются очистке и повторному использованию. Например, губки и коврики для сбора масел и нефтепродуктов можно очистить механическим отжиманием.

Классификация сорбентов по происхождению

Сорбенты бывают природными и синтетическими. К природным сорбентам относится активированный уголь, который получают из древесного угля, ореховой скорлупы и других материалов естественного происхождения.

К синтетическим сорбентам относится диоксид кремния. Его получают при сжигании кремния при температуре выше 400 °C.

Диоксид кремния – действующее вещество медицинских сорбентов

Классификация по способности впитывать воду и масло

Сорбенты бывают гидрофильными и гидрофобными.

Гидрофильные сорбенты связывают воду и растворенные в ней вещества. Их применяют для осушения воздуха, удаления нежелательных веществ из раствора. Пример гидрофильного сорбента – силикагель. Пакетики с этим сорбентом кладут в упаковку товаров для осушения воздуха.

Силикагель осушает воздух

Гидрофобные или олеофильные сорбенты впитывают масла и нефтепродукты, но отталкивают воду. Эти вещества применяют для очистки воды при утечке нефти, мазута и других нефтяных продуктов, в качестве жироулавливателя в бытовых и промышленных фильтрах воздуха.

К гидрофобным сорбентам относятся многие синтетические полимеры. Среди естественных сорбентов гидрофобными или олеофильными свойствами обладает торф.

Сорбент для сбора нефтепродуктов на основе торфа

Где используют сорбенты

Сорбенты широко используют в промышленности, в быту, в медицине.

В промышленности сорбенты используют для очистки сточных вод и газов, ликвидации утечек опасных веществ, индивидуальной защиты работников, очистки сырья. Примеры промышленного применения сорбентов:

• Ликвидация разливов нефтепродуктов на АЗС или нефтеперерабатывающих заводах.
• Опреснение морской воды с помощью ионообменных смол.
• Выпуск средств индивидуальной защиты: респираторов и противогазов.

Примеры применения сорбентов в бытовой сфере:

• Доочистка водопроводной воды.
• Очистка воздуха от жира в бытовых кухонных системах вентиляции.
• Осушение воздуха в платяных шкафах или в кладовках.

В медицине сорбенты применяются в качестве лекарственных средств для внутреннего и наружного применения.

Пример внутреннего использования сорбентов: применение активированного угля для лечения отравлений. Наружно применяют препараты на основе диоксида кремния для лечения гнойных ран.

Итоговая таблица

Дополнительную информацию можно получить в компании TZ Group по телефону 8 (800) 555-9652.