sorpsjonskapasitet

Sorpsjonskapasitet beskriver hvor mye av et stoff en sorbent kan få tatt opp per enhet masse under gitte forhold. Begrepet omfatter både adsorpsjon på overflaten og absorpsjon i porøst materiale, og kapasiteten uttrykkes ofte som mg sorbat per g sorbent (q_e).

For å beskrive forholdet mellom løsningens konsentrasjon og mengden opptatt ved likevekt, brukes isotermer som Langmuir og Freundlich. I Langmuir-isotermer representerer q_max den teoretiske maksimumskapasiteten ved monolagsdekning, mens Freundlich gir en ikke-monotonal effekt av konsentrasjon.

Faktorer som påvirker sorpsjonskapasiteten inkluderer sorbatets kjemiske egenskaper og størrelse, sorbentens overflateområde og porøsitet, funksjonelle grupper på overflaten, samt miljøforhold som pH, temperatur og tilstedeværelse av konkurrerende ioner og stoffer.

Opptak skjer gjennom ulike mekanismer. Fysisk sorpsjon oppstår ved svake, ikke-kovalente krefter, mens kjemisk sorpsjon innebærer dannelse av kjemiske bindinger. Opptaket følger ofte kinetiske modeller som pseudo-first-order og pseudo-second-order for å beskrive tidsavhengigheten.

Eksempler på sorbenter med høy kapasitet inkluderer aktivt karbon, zeolitter, leiremineraler som montmorillonitt, biochar og enkelte syntetiske polymerer samt ionebyttere.

Anvendelser omfatter vann- og avløpsbehandling, jord- og miljøremediering og industriell separasjon. Kapasiteten er avhengig av muligheten for regenerering og stabilitet over tid, og kan reduseres ved aldring, konkurranse fra andre stoffer og uforutsette miljøforhold.