ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обменная молекулярная адсорбция из растворов из "Курс коллоидной химии" В отличие от адсорбции на телах с ровной поверхностью адсорбция на пористых телах существенно зависит от структуры пористого тела, от его пористости и размера пор. Как уже отмечалось, положительная адсорбция на пористых телах возможна при наличии достаточного сродства между адсорбентом и адсорбатом для обеспечения смачивания. [c.143] С увеличение давлеипя газа и пара начинают действовать капиллярные силы в переходных порах. В связи с этим адсорбционный потенциал возрастает по сравнению с потенциалом при адсорбции на ровной поверхности (или в макропорах) и конденсация происходит при меньщих давлениях. Чем меньше размер пор, тем при более низких давлениях они заполняются. [c.144] Избирательность адсорбции определяется природой подлежащих разделению газов и паров. При малых давлениях решающим фактором, определяющим избирательность, является сродство к поверхности адсорбента. Чем больше разница между сродствами адсорбируемых газов к поверхности адсорбента, тем легче разделить газовую смесь. Для микропористых адсорбентов дополнительную роль играет молекулярно-ситовой эффект. При наступлении конденсации в переходных порах с увеличением давления или понижением температуры основное влияние на разделение начинает оказывать природа газов и, конечно, их способность к кон-денсации. Чем при меньшем давлении газ начинает конденсироваться, тем СИ лучше будет адсорбироваться па пористом адсорбенте. Эта закономерность иллюстрируется данными, приведенными в табл. П1. 1. [c.144] Пористость и дисперсность определяют удельную поверхность адсорбентов, с увеличением которой растет количество извлекаемого вещества на единицу массы (или объема) адсорбента — емкость адсорбента. При одной и той же массе адсорбента с ростом удельной поверхности соответственно уменьшается равновесная концентрация в объеме раствора [см. уравнение (III. 11)]. Удельная поверхность в этом случае выступает в роли термодинамического параметра дополнительно к давлению и температуре. Эффект увеличения удельной поверхности часто используется, напрн мер, при извлечении поверхностно-активных веществ с помощью эмульгирования или пенообразованпя. При этом резко возрастает межфазная поверхность (дисперсность) и соответственно увеличи- Бается количество извлекаемого ПАВ из объемной фазы. Механи ческим способом снимают всплывающую пену, а с ней и извлекаемое ПАВ. [c.145] Структура пористого тела в значительной степени может вли ять на кинетику адсорбции. Прн адсорбции на пористых телах появляется стадия переноса вещества внутри пор, для которой характерен, главным образом, диффузионный механизм. Часто эта стадия определяет время установления адсорбционного равнове- сия. [c.145] Адсорбция газов и паров широко применяется для извлечения отдельных компонентов из газовых смесей и для полного разделения смесей. Н. Д. Зел1шскнй впервые предложил использовать активные угли для поглощения отравляющих газов. Активные угли применяют для рекуперации растворителей ацетона, бензола, ксилола, сероуглерода, хлороформа и других, выбросы которых разными промышленными предприятиями оцениваются в сотни тысяч тонн. Несмотря на малые концентрации их в отходящих газах (несколько грамм в1 м ), степень извлечения при адсорбции на активных углях составляет до 95—99%. Десятки миллионов тонн диоксида серы выбрасываются в атмосферу промышленными предприятиями разных стран мира тепловыми электростанциями, предприятиями черной и цветной металлургии, химической н нефтеперерабатывающей промышленности и др. Для улавливания диоксида серы применяют адсорбционные установки, заполненные активными углями и цеолитами. Процесс адсорбции применяют также для очистки воздуха от сероуглерода, сероводорода и т. д. [c.145] Адсорбция щироко применяется для осущки газов в самых различных целях природного газа для повышения его калорийности, предотвращения образования ледяных пробок в трубопроводах, обеспечения сухих атмосфер в различных производствах и т. д. Для осушки газов чаще всего применяют силикагели, алюмогели, а в последнее время и цеолиты. Благодаря высокой избира тельности цеолитов, обусловленной как молекулярно-ситовым эффектом, так и специфическим сродством к полярным, ароматическим и непредельным соединениям, они используются в промышленности также для разделения газовых смесей этан — этилен, пропан — пропилен, этилен — диоксид углерода, ароматические углеводороды — нормальные парафины, бензол — циклогексан и др. [c.146] Адсорбция газов и паров обусловливает и сопровождает многие промышленные и природные процессы. Так, адсорбция компонен тов является важнейшей стадией любой гетерогенной реакции, например, в системе газ — твердое тело, так как твердая фаза может обмениваться веществом только с адсорбированным слоем. Ог ромную роль адсорбция играет в гетерогенном катализе, когда на поверхности катализатора происходит концентрирование компонентов, определенное ориентирование их молекул, соответствующая поляризация или вообще переход в наиболее активное состояние, форму, что способствует ускорению превращения вещества. Питание растений диоксидом углерода из воздуха связано q предварительной и обязательной стадией адсорбции газа на листьях. Дыхание животных и человека, заключающееся в поглоще НИИ из воздуха кислорода и выделении диоксида углерода и водяных паров, протекает также благодаря предварительной адсорбции кислорода на поверхности легких. Общая площадь поверхности легочных альвеол у человека составляет в среднем 90 м . У одноклеточных и некоторых многоклеточных животных, например у плоских червей, дыхание осуществляется всей поверхностью тела. [c.146] Вернуться к основной статье