adsorbentit

Adsorbentti on materiaali, jolla on suuri pinta-ala ja usein mikropooreinen rakenne, ja jonka pinnalle kaasumolekyylit tai nesteet adsorboituvat. Adsorptio tarkoittaa molekyylien kiinnittymistä pintaan eikä niiden tunkeutumista materiaalin sisään. Adsorbentti sijaitsee usein kiinnitettynä suodatinpakettiin tai prosessiosaan.

Adsorptio jaetaan fysikaaliseen ja kemialliseen adsorptioon. Fysikaalinen adsorptio tapahtuu heikoilla van der Waals -voimilla ja on yleensä helposti palautuvaa sekä laajasti sovellettavissa, kun taas kemiallinen adsorptio (chemisorption) muodostaa vahvempia sidoksia ja voi olla vähemmän palautuvaa sekä valikoivampaa.

Yleisimmät adsorbentit ovat aktivoitu hiili, zeoliitit, silika-geeli sekä erilaiset polymeeriset adsorbentit. Lisäksi kehittyneissä sovelluksissa käytetään esimerkiksi metalli-organisiä kehyksiä (MOF) sekä muita rakenteeltaan kontrolloituja materiaaleja. Aktivointihiili on yksi laajimmin käytetyistä ja soveltuu sekä veden että ilman puhdistukseen. Zeoliitit ja silika-geelit tarjoavat tarkkaa pienkuvioisten poreitten hallintaa ja kosteuden tai epäpuhtauksien erottamista, kun taas MOF-tyypit tarjoavat suurempaa kapasiteettia ja suurta muokattavuutta.

Sovellukset kattavat vedenpuhdistuksen epäpuhtauksien ja raskasmetallien poistosta ilmanpuhdistukseen, VOC-huollon sekä kaasujen erottelun teollisissa prosesseissa. Adsorbentteja käytetään myös purka- ja jälkikäsittelyvaiheissa sekä energiatehokkaissa kierrätysprosesseissa.

Regenerointi ja kierrätys ovat tärkeitä. Adsorbentteja voidaan desorboida poistamalla sitoutuneet aineet lämpötilan nousulla, paineen vaihtamisella tai alipaineistamalla (esim. PSA- tai VSA-tekniikat). Tämä mahdollistaa useita kierrätyksiä ennen materiaalin vaihtoarvion toteuttamista.