ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Хемосорбционное извлечение загрязнений из воздуха из "Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды и почвы" В отличие от физической адсорбции, хемосорбция сопровождается химическим взаимодействием поглощаемого вещества с сорбентом, в результате чего образуется новое химическое соединение. Назначение химического поглотителя в концентрационной трубке весьма сходно с функциями активного угля в противогазе. Зависимость времени защитного действия слоя хемосорбента от его длины по форме совершенно совпадает с аналогичной зависимостью для активного угля. В момент проскока токсичного вещества через слой химического поглотителя концентрация паров этого вещества за слоем поглотителя очень мала и составляет, по различным данным, от 5 до 10% от исходной концентрации токсичной примеси в воздухе. Наличие зоны поглощения, даже еще большей, чем в слое активного угля, приводит к потере времени защитного действия и появлению мертвого слоя . [c.96] Однако, если присмотреться к самому процессу поглощения токсичных примесей хемосорбентом, то обнаружится существенная разница между тем, что происходит при хемосорбции паров загрязняющих веществ и при их адсорбции активным углем. Дело в том, что в адсорбции паров вредных веществ активным углем принимает участие весь объем угля. Поглощенное им вещество распределяется более или менее равномерно по всей массе отдельного зерна. Если и происходит некоторая перегрузка отдельных участков зерна, то вскоре поглощенное вещество переходит из мест более насыщенных в места менее насыщенные [3]. [c.96] Другая картина наблюдается при хемосорбции. Масса хемосорбента, поглощающего токсичные примеси, насыщается последовательно, от поверхности вглубь зерна. На рис. П1.1 показано состояние отдельного зерна хемосорбента через некоторое время от начала процесса хемосорбции. Верхний, заштрихованный слой зерна уже отработал. В нем исчерпана вся его химическая активность, так как в нем остаются только продукты реакции, уже не вступающие во взаимодействие с парами токсичных веществ. Внутренняя часть зерна совершенно свободна от поглошаемых веществ и от продуктов их взаимодействия с хемосорбентом. Она в полной мере активна и может еще принять на себя соответствующее количество поглощаемых веществ [3]. [c.97] Так как скорость диффузии паров токсичных веществ через прореагировавший слой мала, то процесс поглощения замедляется очень быстро и в такой степени, в какой возрастает поверхностный, уже отработанный и, следовательно, неактивный слой. Если сравнить кривые поглощения токсичных веществ активным углем и хемосорбентом, то легко заметить (рис. III.2), что активный уголь насыщается очень быстро, а хемосорбент отрабатывается очень медден-но, т.е. скорость хемосорбции значительно меньше скорости адсорбции. В общем случае, если при поглощении одинаковых количеств токсичных веществ активный уголь отрабатывается примерно на 80—85% своей сорбционной емкости, то в этих же условиях хемосорбент используется только на 15—20% [3]. [c.97] В уравнении хемосорбции (III.2) величина С может меняться от нуля до некоторого предельного значения, соответствующего хемосорбционной емкости концентратора с химическим поглотителем. Предельное значение концентрации хемосорбированных молекул не зависит от концентрации сорбата и меняется не плавно, как в случае физической адсорбции, а скачками. Такое поглощение является необратимым процессом, и здесь фактически нет равновесия, как в случае адсорбции-как бы ни уменьшалась концентрация сорбата С, изменения (уменьшения) количества поглощенных (хемосорбированных) молекул не происходит. Графически (в отличие от равновесной изотермы адсорбции Лэнгмюра) это прямая линия, параллельная оси абсцисс. [c.98] При улавливании из воздуха загрязняющих его веществ помимо механизма сорбции и хемосорбции первостепенное значение приобретает специфичность хемосорбента, т.е. возможность избирательного поглощения целевых компонентов из смесей с органическими и неорганическими соединениями различных классов. Селективное поглощение из воздуха целевых компонентов (индивидуальных соединений или групп однотипных веществ) существенно облегчает их последующую идентификацию и делает ее значительно более информативной (см. гл. I), чем в случае пробоотбора с помощью сорбционных ловушек с адсорбентами (активный уголь, силикагели, пористые полимеры, графитрованные сажи и др.), применяемыми в традиционных методиках определения загрязнений воздуха. [c.98] Вернуться к основной статье