ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цеолиты из "Высоковакуумные адсорбционные насосы" Изотермы адсорбции азота на цеолитах, полученные различными авторами при 78° К (рис. 9), построены без корректировки на термомолекулярный эффект. Разброс экспериментальных данных здесь так же велик, как и на активных углях. В отл-ичие от активных угДей пористая структура цеолитов строго регулярна. Размеры и объемы адсорбционных полостей стабильны для каждого вида цеолитов и мало изменяются для различных типов цеолитов и их катионных форм. Размеры окон, соединяющих адсорбционные полости, зависят от типа катионной формы цеолита и определяют доступность адсорбционных полостей для молекул, что имеет большое значение для кинетики адсорбции. [c.73] Марка цеолита Диаметр входных о ОКОН в А (примерно) Диаметр больших полостей О В А Удельный объем больших полостей кристаллов цеолитов в см /г Адсорбционный объем гранулированного цеолита в см /г Максимальная адсорбция азота в л. мм рт. ст. [c.73] ТИПОВ цеолитов мало зависит от типа цеолита (АилиХ) и составляет 0,20—0,23 см /г (табл. 4). [c.74] Таким образом, предельная адсорбция азота должна составлять 120—140 л мм рт., ст,/г. Действительно, при давлении Ш- — 1 мм рт. ст., после достижения которого величина адсорбции почти не изменяется с увеличением давления, данные большинства исследователей хорошо согласуются. Исключение составляет кривая Л в соответствии с которой величина адсорбции в несколько раз превышает результаты других исследователей и максимально возможную величину адсорбции. [c.74] Погрешность из-за отсутствия действительного равновесия определить довольно трудно. Вследствие проявления цеолитом ситовых свойств процесс диффузии молекул газа в кристаллах цеолитов может быть активированным, особенно при низких температурах. Из-за низких значений коэффициента диффузии газов в кристаллах цеолитов процесс выравнивания концентрации может протекать чрезвычайно замедленно. Большинство исследователей указывают, что в области 10 — 10 мм рт. ст. давление становится практически постоянным через один или несколько часов после поглощения порции газа, а в области высокого вакуума — через сутки. По данным наблюдений автора после прекращения постоянного натекания азота давление его над цеолитом NaX снижается очень медленно с постоянной времени i 8- 10 ч, а через сутки изменение давления практически прекращается (кривая 13). Однако это состояние не является равновесным операция перемораживания насоса (размораживание с последующим охлаждением) приводит к резкому. снижению (на 1—2 порядка) давления азота над адсорбентом. Тяким образом, кривая 13 не является равновесной изотермой, причем в этом эксперименте температура адсорбента заметно превышала температуру кипения жидкого азота из-за неэффективности полированной жалюзной ловушки на входе в насос. [c.75] Уинздор [49] применял в качестве насоса стеклянный или металлический сосуды, на наружной поверхности которых был размещен слой адсорбента. По-ви-димому, несоблюдением изотермичности и влиянием молекулярной теплопроводности газа можно объяснить экспериментальные результаты (кривая 16), которые сам Уинздор признал аномальными. [c.76] Как видно из рис. 9, адсорбция азота на цеолитах двух основных видов (СаА и NaX) примерно одинакова, хотя следует отдать некоторое предпочтение цеолиту СаА. Для окончательного выбора наиболее эффективного адсорбента нужно принимать во внимание особенности кинетики адсорбции на этих цеолитах. У цеолитов NaA и СаА диаметры входных и соединительных окон между адсорбционными полостями составляют соответственно примерно 4 и 5 А. Столь небольшое различие в размерах окон приводит к резкому проявлению ситовых свойств из-за близости размера окон и критического диаметра адсорбируемых молекул (кривые 9 и 15). Пред адсорбция, т. е. предварительная адсорбция некоторого количества веществ, усиливает проявление ситовых свойств из-за частичного сужения размеров соединительных. окон. Поэтому цеолиты типа А следует тщательнее подготавливать (более высокие температуры и большая длительность откачки), чем цеолиты типа X, для полного удаления ранее адсорбированных веществ, особенно воды. [c.76] Различные катионные формы цеолитов отличаются одна от другой в основном только размерами входных окон из-за различий размеров катиона и мест его локализации в цеолите. Это приводит [55] к -проявлению ситовых свойств, т. е. заметному отличию в адсорбционной способности (рис. 10). [c.76] Изотермы адсорбции с различным количеством предадсорбированной воды (см. рис. 13) подобны оттренированной изотерме, и последняя не может быть объяснена только полнотой удаления веществ, хорошо адсорбирующихся при комнатной температуре -(вода, углеводороды, углекислый газ и т. д.). [c.79] В работе [9] приведены результаты изучения предадсорбции воДы для измерения ситовых свойств цеолита NaX. Согласно этим данным, увеличение предадсорбции воды приводило к монотонному уменьшению максимальной величины адсорбции азота и аргона при 78° К (т. е. уменьшению адсорбционного объема цеолита) без изменения структурной константы В в уравнениях (9—12), характеризующей адсорбционную способность цеолита. [c.79] Критическое значение предадсорбции воды, когда цеолит практически теряет адсорбционную способность, составляло 40—55% от адсорбционного объема эта цифра заметно выше, чем для цеолитов СаА. Большая вероятность проявления ситовых свойств и замедленной диффузии приводит к тому, что цеолит СаА (и тем более NaA и КА) значительно более требователен к условиям подготовки и характеризуется худшими кинетическими характеристиками, что цеолит NaX. [c.79] Вернуться к основной статье