ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор адсорбентов для очистки от растворенных органических веществ из "Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении" Наибольшее распространение в качестве адсорбентов для извлечения органических веществ из водных растворов получили углеродные материалы, поскольку энергия ван-дср-ваальсо-вого взаимодействия молекул органических веществ с атомами углерода, образующими поверхность углеродных тел, намного больше энергии взаимодействия этих атомов с молекулами воды. [c.74] Аддитивность энергии дисперсионного взаимодействия органических веществ с углеродными сорбентами даст возможность в ряде случаев предварительно вычислять адсорбционные равновесия органических веществ. [c.74] Представляет интерес оценка вклада поверхностных оксидов углеродных адсорбентов в общую величину энергии адсорбции, т. е. выявление роли химической природы поверхности в молекулярной адсорбции органических веществ из водных растворов. При исследовании адсорбции на углеродных адсорбентах и при практическом использовании адсорбции органических веществ из водных растворов не меньшее значение имеет оценка и учет пористой структуры углеродных адсорбентов. [c.74] Все адсорбенты по характеру пористости подразделены А. В. Киселевым на четыре типа [4] непористые, однороднокрупнопористые, однородно-мелкопористые и неоднородно-пористые. Только непористые и однородно-крупнопористые адсорбенты могут быть достаточ но полно охарактеризованы удель--пой поверхностью и только для них могут быть вычислены абсолютные изотермы адсорбции, где величина адсорбции отнесена к единице поверхности (например, выражена в ммоль/м ). [c.75] В связи с этим возникает необходимость введения еще одной промежуточной классификационной группы, включающей адсорбенты с порами, радиус которых менее 1,5 нм, по больше 0,5—0,7 нм. Эти поры получили название супермикропор. Су-пермикропоры представляют собой переходную область пористости, на протяжении которой характерные черты микропор вырождаются, а свойства мезопор проявляются. Общая удельная поверхность макронор не превышает [2—4] 10 м /кг, а удельная поверхность переходных пор с / 1,5 нм не превышает 400 10 м /кг. [c.76] При сравнении экспериментальных величин максимальной адсорбции многих веществ из паров и особенно из растворов с максимальными величинами адсорбции, вычисленными для этих значений удельной поверхности по абсолютным изотермам, видно, что большая часть адсорбированного вещества приходится обычно на ту долю пор, которые имеют радиус 1,5 нм. Однако, рассматривай адсорбцию органических соединений, следует иметь в виду, что поры с радиусом менее 0,5 нм практически недоступны. Следовательно, в области пор с радиусом более 0,5 нм и менее 1,5—1,6 им и осуществляется в основном как адсорбция паров, так и (еще в большей мере) адсорбция из растворов. [c.76] Прп использовании пористых адсорбентов для адсорбции растворенных органических веществ роль отдельных параметров пористой структуры может не соответствовать роли этих параметров при адсорбции паров. [c.76] Пористую структуру адсорбентов, применяемых для адсорбции из растворов, целесообразно характеризовать по величинам предельной адсорбции растворенных веществ. Для характеристики удельной поверхности непористых адсорбентов или предельно-адсорбционного объема пористых адсорбентов необходимо определить предельно адсорбированное количество вещества а , которое соответствует относительной равновесной концентрации / s=l (С—равновесная концентрация s растворимость). Одним из методов вычисления йоо является графический, позволяющий оценить реличину ioo. Метод основан па использовании уравнений теории объемного заполнения микропор. [c.76] Е — параметр функции распределения — характеристическая энергия адсорбции 0 —степень заполнения адсорбционной ф зы, равная а/Доо п — целое число, преимущественно 1, 2, 3 р — равновесное давление давление насыщенного пара а — удельная адсорбция. [c.77] Величины Е ц п являются параметрами распределения Вей-булла, связанными между собой их величины определяются потерей некоторого числа степеней свободы молекулой при ее адсорбции на поверхности твердого тела. При адсорбции на непористых сорбентах теряется одна поступательная степень свободы, что соответствует в уравнении (IV- ) минимальному значению =9,65 кДж/моль и п=1. В микропористых адсорбентах адсорбция сопровождается потерей двух поступательных степеней свободы, что приводит к = 20,2 кДж/моль и = = 2. На ультрамикропористых адсорбентах, эффективный диаметр пор которых 1 —1,5 нм, т. е. для адсорбентов, характери-зуюп1,ихся отношением диаметра пор к ван-дер-ваальсовскому диаметру адсорбируемых молекул, близким единице (1,0—1,2), адсорбция молекулы приводит к потере всех трех поступательных степеней свободы — к сохранению лишь свободы вращательного и колебательного движения молекул. Тогда Е = = 26,8 кДж/моль и п=3. [c.77] На рис. IV-] в координатах уравнения Дубинина — Радуш-кевича приведены изотермы адсорбции п-хлораиилина, бензола, нитробензола, л-хлорфенола и хлороформа из водных растворов на угле КАД [И]. [c.78] Таким образом, -использование уравнения (IV-2) для оценки предельно-адсорбционного объема адсорбентов по данным адсорбции из растворов возможно лишь в тех случаях, когда энергия взаимодействия молекул растворенного вещества с растворителем меньше, чем энергия взаимодействия между молекулами адсорбированного вещества и атомами адсорбента, а разность энергий адсорбции обоих компонентов раствора (растворенного вещества и воды) значительна. [c.79] Для выделения из предельно-адсорбционного объема активного угля объема пор, заполняемых объемно, и оценки величины поверхности переходных пор рационально привлечь i-метод де-Бура [12], получивший широкое распространение при характеристике пористости по адсорбции паров. [c.79] В наибольшей мере всем перечисленным требованиям отвечает адсорбция и-хлоранилина из водных растворов [15]. [c.81] Из рис. 1У-б видно, что отрезок па оси ординат, который должен быть численно равен объему микропор, сокращается до небольшой величины и составляет лишь часть предельно-адсорбционного объема пор, а поверхность переходных пор, найденная как тангенс угла наклона прямой аУ —f(i) при адсорбции из растворов, оказывается значительно больше, чем при адсорбции паров [17, 18]. Эти расхождения в величинах, найденные /-методом по адсорбции растворенных веществ и адсорбции паров, обусловлены, по-видимому, разными способами заполнения пор адсорбента. [c.82] В табл. 1У-2 сопоставлены величины предельной адсорбции п-хлоранилина йт и а х, иа активных антрацитах разной степенп активации. Из таблицы видно, что значения ат и (Хоо ПрЭКТИЧб ски совпадают. Следовательно, обе величины могут быть использованы как для оценки удельной поверхности адсорбентов, так и для определения предельно-адсорбционного объема. [c.84] Вернуться к основной статье