Силикагель структура и свойства

Для обнаружения причины гидрофобизации поверхности силикагелей был проведен анализ адсорбционных свойств прокаленных образцов с разграничением влияния температуры на разрушение пористой структуры и сокращение сорбирующей поверхности и на изменение свойств поверхности Б силу небольшой термической стойкости обычных силикагелей, структура которых разрушается, начиная уже с 300°, до сих пор этого не удавалось сделать. [c.503]

Силикагели представляют собой продукт обезвоживания геля кремниевой кислоты. В зависимости от условий синтеза получают адсорбенты с различными параметрами пористой структуры. Свойства получаемых силикагелей зависят такн>е от вида и количества вводимых в них активирующих добавок. [c.125]

Силикагель можно использовать для адсорбции многих веществ. Его адсорбционная активность объясняется ненасыщенными водородными связями ОН-группы на поверхности структуры. При нагревании силикагель легко возвращает поглощенные вещества, восстанавливая при этом свои адсорбционные свойства. [c.89]

Силикагели, по современным представлениям, являются соединениями переменного химического состава, в структуру которых входят ангидрид кремневой кислоты в виде гидроокиси (кремнеземный каркас, являющийся неизменной составной частью силикагелей) и вода, количество которой может изменяться в относительно широких пределах (ОН-групны определяют химические свойства данного силикагеля, в частности адсорбционные и каталитические). Хорошие адсорбционные свойства, высокая механическая прочность силикагеля и особенно легкая регенерируемость, дающая возможность многократно применять его в адсорбционном процессе, сделали силикагель наиболее распространенным адсорбентом. [c.11]

Большое влияние на структуру силикагелей и их адсорбционные свойства оказывает температура обезвоживания низкая температура приводит к получению тонкопористого силикагеля, в то время как повышение температуры приводит к понижению поверхностного натяжения жидкости и укрупнению пор. При постепенном нагревании силикагель претерпевает следующие изменения [c.121]

Жидкость в микрокапиллярах обладает аномальными свойствами. Так, с уменьшением радиуса капилляров пористого тела, например Силикагеля, вязкость водных растворов резко возрастает. Эффективный коэффициент диффузии веществ в глобулярных структурах (например, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты) можно вычислить по уравнению [79] [c.130]

Силикагели применяются в виде зерен диаметром 0,2—7 мм. Их сорбционные свойства зависят от структуры, а для некоторых веществ (вода, метиловый спирт и др.) также от степени дегидратации поверхности. [c.716]

Если твердое тело может поглощать влагу или находится во влажном состоянии, то, как правило, оно является пористым. Большинство пористых, особенно высокопористых тел, можно представить как более или менее жесткие пространственные структуры — сетки или каркасы. Их в коллоидной химии называют гелями. Это уголь, торф, древесина, картон, бумага, ткани, зерно, кожа, глина, почвы, грунты, слабообожженные керамические материалы и т. д. Пористые тела могут быть хрупкими или обладать эластическими свойствами. Их часто классифицируют по этим свойствам. Пористые материалы обладают значительной и разной адсорбционной способностью по отношению к влаге, которая придает им определенные свойства. На практике в качестве адсорбентов. предназначенных для извлечения, разделения и очистки веществ, применяют специально синтезируемые высокопористые тела. Эти тела кроме большой удельной поверхности должны обладать механической прочностью, избирательностью и рядом других специфических свойств. Наиболее широкое применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. [c.129]

Адсорбционные свойства силикагеля регулируют варьированием его пористой структуры и изменением химической природы поверхности. Расширение узких пор между глобулами, являющихся причиной геометрической неоднородности силикагеля, называется геометрическим модифицированием. Изменение химической природы поверхности адсорбента путем присоединения к ней различных химических соединений называется химическим модифицированием. [c.88]

Органические полимеры, не имеющие пористости и внутренней поверхности, доступной для адсорбции из газовой фазы, нельзя использовать для поглощения вредных газов и в газовой хроматографии. Чтобы устранить эти недостатки, были созданы органические пористые адсорбенты с более жестким скелетом и достаточно крупными порами, в которые могут проникать молекулы из газовой фазы. Жесткость сополимера весьма существенна, так как позволяет органическому адсорбенту сохранять пористость в широком интервале температур и снижает растворение в нем молекул, родственных по химической природе звеньям, образующим скелет этих адсорбентов. Для придания жесткости используют реакции сополимеризации со сшивающим мономером. Чтобы увеличить объем и размеры пор, реакцию сополимеризации проводят в присутствии инертного растворителя (порообразователя), растворяющего мономеры, но не растворяющего сополимер. Регулируя количество сшивающего мономера и инертного растворителя, можно получать различные по жесткости и пористости адсорбенты с близ-кой к силикагелю глобулярной структурой скелета (см. рис. 3.3). Поры в этом случае представляют собой зазоры- между глобулами. Эти первичные глобулы химически соединяются друг с другом во вторичные частицы — пористые зерна. При эмульсионной полимеризации получаются сферические зерна. Удельная поверхность пористых сополимеров этого типа порядка 1—10 При избытке сшивающего мономера последний сам образует полимер, ухудшающий свойства пористого сополимера. [c.112]

Хроматография в тонких слоях. Одним из недостатков хроматографии на бумаге является зависимость процесса разделения от структуры и свойств бумаги. Эти качества довольно трудно воспроизводимы. Для разделения веществ затрачивается много времени. Метод хроматографии в тонком слое (ХТС), предложенный советскими учеными Н. А. Измайловым и М. С. Шрайбер (17], по технике выполнения являющийся новым вариантом распределительной хроматографии, устраняет многие из этих затруднений. Применение самых разнообразных материалов делает метод поистине универсальным. Вместо волокон целлюлозы в распоряжении исследователя находятся порошки различных сорбентов окись алюминия, силикагель, ионообменные смолы, обеспечивающие высокую скорость фильтрации растворов [18]. [c.80]

Необычные адсорбционные свойства молекулярных сит обусловлены в основном их кристаллической структурой. В противоположность обычным адсорбентам типа алюмо- или силикагелей поры в кристаллической решетке молекулярных сит отличаются идеальной однородностью размеров, причем эти размеры соответствуют часто встречающимся молекулам. В молекулярных ситах определенного сорта размеры пор не изменяются даже в узких пределах. Так как все поры имеют одинаковые размеры, то можно количественно отделять мелкие молекулы, проникающие внутрь этих пор, от более крупных. Именно поэтому синтетические цеолиты и получили название молекулярные сита , так как адсорбция на них представляет собой своеобразное просеивание смесей молекул с их сортировкой по размерам. [c.66]

Структура адсорбентов. Цеолиты представляют собой кристаллические вещества. Кристаллическая структура обусловливает их необычные адсорбционные свойства. В отличие от алюмо- или силикагелей поры в кристаллической решетке цеолитов имеют идеальную однородность размеров. Эти размеры соответствуют размерам часто встречающихся молекул. Поскольку поры имеют одинаковые размеры, можно количественно отделять мелкие молекулы от крупных. Благодаря этим свойствам цеолиты (в отличие от силикагелей) назвали молекулярными ситами , так как адсорбция на них представляет собой просеивание смесей молекул с их сортировкой по размерам. [c.257]

При высушивании гидрогеля кремневой кислоты структурная сетка из связанных между собой сферических частиц сохраняется. В результате увеличения числа частиц и возникновения прочных связей между ними образуется жесткий кремнекислородный каркас. Поры этого каркаса рассматриваются как зазоры между частицами. Основные характеристики пористой структуры определяются размером частиц и плотностью их упаковки. На химические и адсорбционные свойства силикагеля в значительной мере оказывает влияние наличие группы = 81—ОН. ОН-группы занимают в основном вершины тетраэдров, выходящие на поверхность скелета силикагеля [14]. [c.92]

Адсорбционные свойства в зависимости от структуры силикагелей [c.322]

Адсорбционные свойства и структуры силикагеля [c.325]

Силикагель представляет собой гель ангидрида кремневой кислоты, Это сорбент с высокоразвитой пористой структурой скелет геля состоит из мельчайших шарообразных частиц SiO.,. Поверхность скелета силикагеля покрыта гидроксильными группами, что оказывает существенное влияние на его адсорбционные свойства 111—114]. Силикагель легко адсорбирует полярные вещества, а также соединения, образующие с гидроксильными ионами водородную связь причем сорбционная активность силикагеля уменьшается по мере дегидратации поверхности. [c.90]

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Пористость этих углей составляет 60—75 %, а удельная площадь поверхности 400—900 м /г. Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависят от структуры пор, их величины, распределения по размерам. В зависимости от преобладающего размера пор активированные угли делятся на крупно- и мелкопористые и смешанного типа. Поры по своему размеру подразделяют на три вида макропоры размером 0,1—2 мкм, переходные размером 0,004—0,1 мкм, микропоры размером менее 0,004 мкм. Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой. Растворенные органические вещества, имеющие размеры частиц менее 0,001 мкм, заполняют объем микропор сорбента, полная емкость которых соответствует поглощающей способности сорбента. В табл. 4.2 приведены полная емкость и объем микропор для активированных углей различных марок. [c.134]

Теория формирования и структуры силикагелей, образую- щихся в результате полимеризации кремневых кислот, была приведена в гл. 3, а аналогичные вопросы, связанные с приготовлением гелей из золей, содержащих дискретные коллоидные частицы, рассматривались в гл. 4. Характеристики силикагелей были даны в предшествующем разделе. Здесь же будут описаны методы приготовления силикагелей и изменяющиеся технологические режимы, которые оказывают воздействие, на свойства получаемых силикагелей, а также определяют их использование. [c.698]

Поскольку по химическому составу НМ(93) почти не отличается от силикагеля, необычные свойства этого морденита можно объяснить только особенностями его кристаллической и пористой структуры. Эберли [59] предположил, что особые разделительные свойства морденита обусловлены наличием вдоль больших каналов боковых полостей. Возможно, именно потому, что вдоль стенок канала расположены боковые окна, плоские ароматические молекулы не могут достаточно сильно взаимодействовать с поверхностью морденита. Справедливость этого вывода подтверждают результаты определения теплот адсорбции бензола, циклогексана и н-гексана на Н-мордените, которые соответственно равны 12,5, 13,5 и 16,0 ккал/моль [37]. Возможно, что неплоские молекулы могут частично проникать в боковые полости и это замедляет их движение вдоль канала. [c.496]

Для очистки многих типов сг-связанных металлокарборанов и металлокарборанов, имеющих структуру типа сэндвича, которые являются относительно устойчивыми и низколетучими соединениями, наиболее распространенным методом является колоночная хроматография на силикагеле. Хроматографические свойства этих соединений определяются главным образом их зарядом или дипольным моментом. [c.172]

В практике газовой хроматографии в качестве селективных адсорбентов широко применяют селикагели различной структуры и активности. Силикагель представляет собой обезвоженную кремневую кислоту. Это бесцветные механически прочные кристаллы с пористой поверхностью. Наличие гидроксильных групп на поверхности делает его полярным адсорбентом. Адсорбционные свойства силикагеля, структура, пористость и величина поверхности в большой степени зависят от технологии его приготовления. Ионы кислот и влага, оставшиеся на поверхности силикагеля после технологической обработки, оказывают большое влияние на разделительную способность адсорбента. [c.37]

Удельная поверхность и структура (размер и характер пор) являются важными характеристиками, определяющимн адсорбционные свойства адсорбента. Адсорбция зависит от величины поверхности чем больше пористость твердого тела, тем больше его общая удельная поверхность и способность к адсорбции. Для силикагелей, алюмогелей и алюмосиликатных катализаторов величина удельной поверхности может быть в пределах от 10 до 1000 м г. [c.24]

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных примесей из газа при помощи адсорбентов — твердых зернистых материалов, обладающих высокой уделЕ ной поверхностью. В газоочистке применяется как физическая адсорбция, основанная на ван-дер-ваальсовых силах, так и хемосорбция. В качестве адсорбентов для очистки газов применяют высокопористые материалы, чаще всего активированный уголь, силикагель и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Для промышленной практики наиболее важны высокая поглотительная способность адсорбента, его адсорбционная активность, избирательность действия, термическая устойчивость, длительная служба без изменения структуры и свойств поверхности, легкость регенерации, малое гидравлическое сопротивление потоку газа. Активированные угли различных марок и силикагели уже давно и успешно применяются в промышленности. [c.235]

Пластичные смазки являются распространенным видом смазочных материалов в большинстве случаев они состоят пз трех компонентов — дисперсионной среды (жидкой основы), дисперсной фазы (твердого загустителя) и добавок (модификаторов структуры, присадок и наполнителей). В качестве дисперсионной среды смазок используют нефтяные, синтетические и иногда растительные масла. Загустителями чаще всего являются металлические мыла (соли высокомолекулярных жирных кислот), твердые нефтяные углеводороды (церезины, петролатумы) и некоторые продукты неорганического (бентонит, силикагель) и органического (пигменты, производные мочевины) происхождения. Загустители образуют в дисперсионной среде стабильную структурированную систему, их содержание не превышает 20—22% (обычно 8—12%). Для регулировапия структуры и улучшения функциональных свойств в смазки вводят добавки (поверхностно-активные вещества и твердые порошкообразные продукты). [c.253]

Представляет интерес также применение в качестве катализаторов гидродеалкилирования гидридов различных металлов и их сплавов. В работе В. В. Лунина и Б. Ю. Рахамимова [92, с. 122] исследованы каталитические свойства гидридов сплавов 2г—N1— —Н и 2г—СО—Н, нанесенных на силикагель, в реакции гидродеалкилирования толуола. Указанные катализаторы сохраняют преимущества индивидуальных гидридов высокую активность, продолжительное действие без дополнительной регенерации. Специфичность гидридных катализаторов обусловлена содержанием в их кристаллической решетке больших количеств водорода — до 450 мл/г [198]. Постоянное присутствие водорода в структуре катализатора снижает такие нежелательные явления, как спекание катализатора и коксоотложение на его поверхности. Рентгенофазовый анализ гидридов сплавов 2г—N1—Н и 2г—Со—Н показал, что в процессе работы катализатора на поверхности гидридной фазы частично выделяется металл с меньшей теплотой сублимации (N1 или Со). При этом образуется каталитическая система N1—2г— N1—Н/510г. В работе показаны преимущества таких систем перед катализаторами N1, 2г—N1—Н и N1—5Юг. [c.294]

Высшие ароматические углеводороды из нефтяных фракций представлены различными циклическими системами. Их можно выделить из более или менее узких нефтяных фракций при помощи хроматографических методов. После пропускания раствора масел или самих масел через силикагель все углеводороды, содержащие ароматические ядра, поглощаются и затем могут быть выделены вытеснением растворителями. Если пользоваться в качестве вытесняющей жидкости легким бензином, не содержащим ароматических углеводородов, и собирать последовательные порции ароматических углеводородов, можно, удалив легкий бензин, убедиться в том, что свойства выделенных ароматических углеводородов последовательно изменяются. Сперва идет фракция, называемая легкими ароматическими углеводородами, обладающая удельным весом от 0,87 до 0,89 и показателем преломления от 1,485 до 1,498. Следующая фракция — средних ароматических углеводородов — имеет удельный вес от 0,89 до 0,96 и показатель преломления от 1,500 до 1,540. Наконец, последней извлекается фракция удельного веса 0,97 до 1,03, с показателем преломления от 1,55 до 1,59. Эти пределы колеблются в зависимости от сорта нефти и температуры кипения исследуемой фракции и приведены здесь только в качестве иллюстрации. Очевидно, что ароматические углеводороды имеют совершенно различную структуру и переменное содержание боковых цепей метановой или нолиметиленовой природы. [c.117]

Адсорбционные свойства ППА определяются природой вещества, применяемого в качестве поверхностного пористого слоя. Так, ППА с активным слоем силикагеля применяют в тех же случаях, что и силикагели объемно-пористой структуры. На них анализируют амины, амиды, эфиры, спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, нит-росоедннения, пестициды и многие другие вещества полярного характера. Применяются также ППА, активным слоем которых являются полимеры. [c.76]

Интересно, что полное превращение силикагеля в гидросиликат наблюдается тблько для тех образцов, поры которых имеют объем не меньший, чем объем гидросиликата, образующегося из кремнеземного тела данного силикагеля. Это видно из следующих результатов нашей совместной работы с А. П. Душиной и И. Е. Неймар-ком. В этой работе наблюдали превращение ряда силикагелей с различной структурой и адсорбционными свойствами, синтезированных гидротермальным путем, а также образец высокодисперсного непористого кремнезема — аэросила при контакте их с аммиачным раствором Mg l2 (табл. И). [c.226]

Как и следовало ожидать, после того как на поверхности оказывается достаточное количество титанкислородных монослоев, чтобы образовать кристаллические ячейки, т. е. структуру ТЮа, проявляются, свойства последнего. Силикагель же оказывается полностью заэкранированным. Однако кремнеземная подложка оказывает чрезвычайно сильное влияние на активность одного титанкислородного монослоя. [c.251]

Описанный механизм образования пор углей интересно сопоставить с формированием пористости силикагеля — другого исключительно активного сорбента. Из наших опытов (В. С. Веселовский и И. А. Селяев) следует, что и в этом случае сорбци-онно активные поры образуются в результате неполного замыкания пустот между жесткими элементами структуры высыхающего на воздухе студня кремневой кислоты. Одной из составляющих сил, которая в этом слу-чае вызывает усадку, является поверхностное натяжение интер-мицеллярной жадкости. Поэтому, а добавляя поверхностно-активные вещества, можно уменьшить поверхностное натяжение и тем самым уменьшить усадку и таким путем увеличить размер пор. Это дает возможность управлять сорбционными свойствами силикагеля. [c.23]

Силикагель, используемый как матрица для последующей прививки неподвижной фазы, играет важнейшую роль в определении конечных свойств получаемого сорбента. Он имеет пространственно-пористую структуру, образованную диоксидом кремния в процессе образования золя, геля и последующей его сушки с удалением физически сорбированной воды. В зависимости от условий формования силикагеля могут быть получены образцы со средними размерами пор от 3 до 10 нм. За счет последующей гидротермальной обработки силикагеля может быть достигнуто значительное увеличение размера пор (до 20—50 нм и более) при сохранении в основном объема пор. Методами формования микросферических сорбентов для ВЭЖХ из тетраэтоксисилана за счет варьирования условий формования и отверждения, выбора растворителей и т.п. удается добиться получения силикагеля с достаточно высокой пористостью (свободный объем пор 0,7—1,2 мл/л) и порами от 5 до 400 нм и более. [c.94]

По получению, свойствам и применению силикагелей имеется обширная литература [55—60]. Ведуп1ее место в исследовании адсорбционных свойств силикагелей принадлежит советским учсЕ1ым А. В. Киселеву, И. Е. Неймарку, М. М. Дубинину, С. П. Жданову. Согласно современным представлениям, силикагель имеет глобулярную структуру, скелет его состоит из сросшихся и контактирующих между собой сферических частиц. [c.150]

Полимерные пленки или угольные пасты, содержащие неорганические сорбенты (силикагели, алюмосиликаты, алюмофосфаты и др.), являются уже не двумерными, а трехмерными структурами. При этом появляется возможность избирательного концентрирования определяемых веществ на поверхности электрода в зависимости от сорбционных свойств модификатора и размера его пор. Так, применение в качестве модификаторов силикагелей (силасорбы, сферохромы, сепароны, цветохромы и др.) позволяет избирательно определять хлорфенолы в присутствии избытка фенола, а введение в пасту угольно-пастового электрода карбохрома обеспечивает селективное определение о-нитрофенола в присутствии -нитро-фенола. [c.485]

Силикагели имеют корпускулярное строение их поры образованы промежутками между элементарными частицами. Эти частицы в случае силикагеля имеют сферическую форму — форму глобул. Свойства глобулярных структур определяются размером их частиц и средним числом касаний, приходящихся на каждую частицу. На рис. 3,6 представлены модели глобулярных систем, составленных мелкттп и крупными частицами с разной плотностью упаковки (числом касаний) [c.95]

Заменой гидроксильных радикалов на атомы водорода удалось получить водородный силикагель — гидриднолисилоксан [20—22]. Адсорбция на этом адсорбенте не сопровождается образованием водородной связи, вследствие чего он гидрофобен. В то же время адсорбция органических паров на гидридполи-силоксане происходит в тех же количествах, что и на гидроксилированном силикагеле той же пористой структуры. Сочетание таких свойств, как гидрофобность,. негорючесть и достаточно высокая адсорбционная емкость по органическим парам,, позволяет рассматривать водородный силикагель как перспективный адсорбент для целей рекуперации и обезвреживания газовых выбросов. [c.98]

Структура силикагеля оказывает решающее влияние на эффективность его исиоль-зования в адсорбционном процессе. Адсорбционные процессы и конкретные требования к структурным характеристикам силикагелей достаточно разнообразны, одпако, исследователь значительно упростит решение задачи, если будет четко представлять себе основные закономериостн, характеризующие взаимосвязь структуры силикагелей н их адсорбционных свойств. [c.322]

В качестве адсорбентов наибольп1ее применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты, кристаллические и аморфные алюмосиликаты. Активные угли имеют полидисперсную пористую структуру и полимодальное распределение пор по размерам. Применяются активные угли в виде зерен цилиндрической формы диаметром 2—3 мм, длиной 4—6 мм и в виде частиц неправильной формы размером несколько миллиметров. Мелкопористый силикагель имеет поры радиусом около l,5 10" м, крупнопористый— порядка 5-10 м. Используются силикагели в основном для осушки газов и жидкостей. Алюмогели близки по свойствам силикагелям. Активный оксид алюминия применяется для осушки газов и очистки масел. Наиболее мелкопористые адсорбенты— синтетические и природные цеолиты — представляют собой пористые кристаллы. Поры цеолитов типа А и X — это сфероидальные полости диаметром 1,14-10- и 1,19-10 м с размерами входных окон около 0,3-10 и 0,9-10" м, соответственно. Цеолиты хорошо сорбируют молекулы Н2О, СО2 и органических веществ с кратными связями. [c.296]

В настоящее время промышленность производит разнообразные типы адсорбентов, обладающих различной пористой структурой и разными свойствами поверхности — активированные угли, силикагели, синтетические цеолиты и др. Это позволяет для каждого конкретного случая noflo6pjaTb высокоселективный сорбёнт, который обеспечивает очрстку газового потока с малыми потерями целевого продукта. Для адсорбционной очистки газов применяют главным образом пористые адсорбенты активированный уголь, силикагель, цеолиты, отличающиеся высокой адсорбционной активностью и сравнительно легко регенерируемые. [c.89]