sorptiedesorptie

Sorptie-desorptie is een overkoepelende term voor processen waarbij moleculen of ionen aan een oppervlak hechten (sorptie) of in een materiaal worden opgenomen (absorptie) en soms weer vrij komen (desorptie). In milieuwetenschappen en materialenkunde is sorptie-desorptie cruciaal voor de opslag, retentie en mobiliteit van verontreinigende stoffen in grond, sediment en waterige oplossingen. De sorptie kan chemisch gebonden zijn (chemisorptie) of fysisch van aard (fysiosorptie), terwijl absorptie doorgaans verwijst naar opname in de bulk van een materiaal. Desorptie is het omgekeerde proces en kan door veranderingen in omgevingscondities zoals pH, ioniciteit of temperatuur worden geïnduceerd.

Sorption isothermen beschrijven hoeveel stof gesorbeerd wordt bij een gegeven oplosmiddelconcentratie bij vaste temperatuur. Voorbeelden zijn de Langmuir- en de Freundlich-isothermen; ze helpen de bindingsduren en de capaciteit van het materiaal te kwantificeren. Hysterese tussen adsorptie- en desorptie-curves duidt op geheugen effecten en op veranderingen in bindingsomstandigheden of op veranderingen in het gebruikte oppervlak.

Belangrijke toepassingen liggen in het voorspellen van contaminantmobiliteit in bodem en sediment, in het ontwerp van filtratie- en adsorptiematerialen (zoals kool, klei en organische stoffen) en in de evaluatie van milieurisico’s. Factoren die invloed hebben op sorptie-desorptie zijn onder meer het oppervlaktestructuur en de oppervlakte-energie, de aanwezigheid van organische stof, pH, ionische sterkte, temperatuur en de aanwezigheid van concurrerende stoffen.

Methoden voor onderzoek omvatten batch- en kolomexperimente, isotherme metingen, en karakterisering van oppervlakken. Beperkingen bestaan uit verzadiging van het oppervlak, geheugen-effecten en variabiliteit door temperatuur- en compositiekanalen.