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類比疫情消毒的吸附過程

閱讀:357      發(fā)布時間:2020-3-9
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01 針對疫情的消毒防控

針對近期新型冠狀病毒疫情,專家呼吁我們出門戴口罩的同時,要注意及時對各個場所進(jìn)行消毒。消毒是疫情防控的重要環(huán)節(jié),對于阻斷疫情間接傳播至關(guān)重要,但是消毒也要適度,應(yīng)該保證它不對身體造成危害,不對環(huán)境造成污染。

現(xiàn)階段的消毒措施主要有物理消毒和化學(xué)消毒:

物理消毒

56℃下30分鐘的熱水就能夠殺滅病毒;而一般的化學(xué)消毒就是我們噴灑的消毒液,如84消毒液。

近日中國疾控中心專家呼吁:消毒要適度,能用物理方法就不用化學(xué)消毒。

化學(xué)消毒

化學(xué)消毒一定是在無人環(huán)境,室外空氣消毒沒有必要;外環(huán)境表面如馬路廣場等無需反復(fù)消毒;往人體大量噴灑消毒劑,可能使消毒劑經(jīng)過呼吸道或者皮膚吸收,此時可能會損害人體健康。因此建議盡量使用物理消毒。

02 類比消毒的物理和化學(xué)分類,同樣我們的材料吸附過程存在物理和化學(xué)分類

對于吸附而言,我們首先要了解一下本質(zhì)的概念,一切物質(zhì)都是由分子組成的,而原子構(gòu)成了分子的基礎(chǔ)。氣態(tài)的原子和分子可以自由地運(yùn)動。相反,固態(tài)時原子由于相鄰原子間的靜電引力而處于固定的位置。但固體外層(或表面)的原子比內(nèi)層原子周圍具有更少的相鄰原子。這種外層原子的受力失衡導(dǎo)致了表面能的產(chǎn)生。固體表面上的原子與液體一樣,受力都是不均勻的,但是它不像液體表面分子可以移動,而是定位的。因此,大多數(shù)固體比液體具有更高的表面能。為了彌補(bǔ)這種靜電引力不平衡,表面原子就會吸附周圍空氣中的氣體分子。當(dāng)一個顆粒被切割成超細(xì)粉體時,因表面積迅速增加,而導(dǎo)*高的表面能,從而導(dǎo)致顆粒間(固-固作用)發(fā)生團(tuán)聚或聚集以降低表面能。

氣體分子在固體表面的吸附機(jī)理極為復(fù)雜,我們將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附:

1. 由分子間作用力(范德華力)產(chǎn)生的吸附稱為物理吸附。物理吸附是一個普遍的現(xiàn)象,它存在于被帶入并接觸吸附氣體(吸附物質(zhì))的固體(吸附劑)表面。所涉及的分子間作用力都是相同類型的,例如能導(dǎo)致實(shí)際氣體的缺陷和蒸汽的凝聚。除了吸引色散力和近距離的排斥力外,由于吸附劑和吸附物質(zhì)的特定幾何形狀和外層電子性質(zhì),通常還會發(fā)生特定分子間的相互作用(例如,極化、場-偶極、場梯度的四極矩)。任何分子間都有作用力,所以物理吸附無選擇性,活化能小,吸附易,脫附也容易。它可以是單分子層吸附和多分子層吸附。

2. 由分子間形成化學(xué)鍵而產(chǎn)生的吸附稱為化學(xué)吸附;它有選擇性,活化能大,吸附難,脫附也難,往往需要較高的溫度。化學(xué)吸附一定是單分子層吸附。

通過下表,我們還可以對比一下兩種吸附過程的區(qū)別:

物理吸附的測試,對于沸石、活性炭、新型碳材料(納米管、石墨烯)、MOF、具有層狀微介孔結(jié)構(gòu)的碳基和硅基材料(如CMK)、分子篩、用于氣體存儲的新材料、燃料電池和鋰電池、薄膜、納米濾芯等常用材料,不但可以給我們提供平時我們測試材料的比表面、孔徑分布、孔容大小以外,還可以給我們測試樣品材料對于某種吸附質(zhì)的吸附能力,吸附性能等其他性能。

化學(xué)吸附可以給我們提供催化劑,為常規(guī)多相催化劑和催化劑載體的活性、選擇性、穩(wěn)定性和再生性能提供更為詳細(xì)和關(guān)鍵的信息。您可以利用這些信息對樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行微調(diào),從而優(yōu)化材料的性能并且降低成本。常見應(yīng)用如表征過渡金屬和貴金屬催化劑在特定表面活性位(如金屬氧化物上的酸性和堿性位點(diǎn))上的強(qiáng)、弱、解離和溢出吸附模式。

針對不同的吸附原理,安東帕康塔根據(jù)不同客戶需求提供不同的儀器型號,來滿足眾多需求。

物理吸附的儀器型號: AutoFlow BET+,autosorb iQ series,iSorb HP,NOVAe,NOVAtouch series,QUADASORB evo,VSTAR。

化學(xué)吸附的儀器型號:autosorb iQ series,ChemBET  Pulsar。

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