ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности сорбции газов и паров на тонкоизмельченных порошках из "Физика измельчения" Как было показано в гл. II и IV, сорбция паров па свеже-образованпых поверхностях является одним из самых действенных факто])ов в п])Оцессе измельчения. Физическая адсорбция паров используется в качестве эффективного способа измерения дисперсности порошков. В значительной мере сорбционные свойства поверхностей характеризуют их энергетическое и конфигурационное состояние, химическую и каталитическую активность. При измельчении удельные сорбционные характеристики твердых тел могут изменяться вследствие трех факторов уменьшения размера частиц, их молекулярной агрегации и деструкции поверхностных слоев. [c.247] Различие в удельной адсорбционной способности, свойственное разным образцам кварца, зависит от условий его получения. Наиболее сильное влияние на ход изотерм адсорбции оказывает среда, в которой производят измельчение. Так, при помоле с малыми добавками воды удельная адсорбционная способность заметно возрастает. Способ механического дробления и величина поверхности также влияют на адсорбционную способность [231]. [c.248] При измельчении кварца, как отмечалось, кроме уменьшения размеров частиц, происходит аморфизация его поверхностных слоев, энергетические свойства которых существенно зависят от способа измельчения., Представляется вероятным влияние особенностей строения поверхностных слоев и на адсорбционные характеристики. Между тем в большинстве исследований природа и строение поверхности и ее влияние на адсорбционные свойства не подвергались изучению. [c.248] Имеющиеся в литературе данные указывают на значительные расхождения в оценке величины степени гидратации и удельных изотерм сорбции воды на кварце. Этот факт объясняется либо влиянием глинистых примесей, либо наличием субмикроскопических трещин в кристаллах. Однако в ряде случаев такие расхождения можно объяснить эффектом агрегации частиц й аморфизацией их поверхности. [c.248] Для исключения влияния агрегации на особенности сорбции порошки были получены измельчением образца горного хрусталя с избытком воды [232]. Все образцы очищались от примесей железа. Измерения адсорбции паров воды и азота, а также определение в них структурной воды проводились в вакуумной объемной установке. Для оценки толщины аморфного ело на частицах порошков применяли дифференциальный термический анализ, а для определения растворимости в воде — молибдатный метод. Результаты измерений представлены на рис. 76 и табл. 19. [c.248] Как видно из рис. 76, начальные участки первичных изотерм для всех образцов, прокаленных при 473° К, лежат значительн выше соответствующих обратимых изотерм, полученных после длительного выдерживания образцов в парах воды при Р/Рв=1 и температуре 293° К (20° С). Это происходит, по-видимому, вследствие наличия на поверхности частиц кварца центров, различающихся энергией связи с адсорбированными молекулами. [c.249] При низкой температуре ва-куумирования поверхность содержит еще много сила-нольных групп, в результате чего между ними могут возникать водородные связи. [c.249] Величины необратимой адсорбции на кварце (табл. 19) значительно выше, чем у силикагелей, прокаленных при тех же температурах [233]. [c.249] Из табл. 19 и рис. 76 следует, что степень гидратации поверхности и удельные величины начальной части изотерм адсорбции в одних и тех же условиях неодинаковы для разных образцов. Указанное расхождение в данном случае не может быть объяснено различным происхождением образцов и эффектом молекулярноплотной агрегации. Можно полагать на основании данных о влиянии измельчения на структуру твердых тел, что оно связано с различием в строении поверхности. [c.249] Т ифры у кривых соответствуют номерам образцов в табл. 19. [c.249] С ростом дисперсности образцов, тогда как растворимость их увеличивается. Эти результаты согласуются между собой в том смысле, что оба указывают на меньшую энергию связи поверхностных атомов с подложкой. Поэтому зависимость сорбционной способности от дисперсности особенно заметпа для дегидратированных образцов и уменьшается с ростом гидратации. Как будет показано далее, сорбция паров воды на полностью гидратированных дезагрегированных порошках не зависит от их происхождения. [c.250] Обнаруженное в процессах измельчения явление молекулярноплотной агрегации, как описано выше, приводит К уменьшению в несколько раз величин адсорбции азота при азотной температуре. С целью изучения этого явления, а также для определения возможности применения адсорбционных методов для измерения дисперсности порошков представлялось целесообразным рассмотреть влияние молекулярноплотной агрегации на адсорбционные свойства твердых тел по отношению не только к азоту, но и к другим адсорбатам. Особенно важно было установить, в какой мере агрегация частиц скажется на сорбции паров воды. Размеры молекул и специфика сорбции воды и азота существенно различны. [c.252] Сорбционные свойства единицы поверхности кварца по отношению к парам воды неоднократно изучались. Сопоставление полученных результатов, проведенное для теплот адсорбции паров воды и для теплот смачивания водой, указывает на сильную зависимость перечисленных величин от дисперсности и метода дисперги])ования. П])и-чину такой зависимости абсолютных изотерм адсорбции паров воды объясняют иногда наличием в некоторых природных образцах кварца субмикроскопических трещин, доступных для молекул воды, но недоступных д-пя молекул азота [230]. Последнее приводит к запи кенным значениям удельной поверхности, определенной из изотермы адсорбции азота, и, следовательно, к завышенным абсолютным величинам адсорбции паров воды. Такое объяснение кажется маловероятным, поскольку в процессе тонкого измельчения раскол частиц кварца происходит именно по таким микротрещинам, являющимся наиболее слабыми местами, и, следовательно, диспергирование способствует уменьшению различий в пористости порошков различного происхождения. Никаких экспериментальных подтверждений наличия ультрапор в исследованных образцах пе приводится. [c.252] Учитывая, что размеры молекул азота и воды значительно различаются между собой, этот результат можно приписать лучшему проникновению молекул воды в узкие поры агрегированного образца по обычному механизму поверхностной миграции. Увеличение на нем удельного количества адсорбционной воды (по сравнению с неагреги-рованным образцом) объясняется значительным увеличением истинной поверхности во время дополнительного помола. [c.254] Вернуться к основной статье