Гидрофобность активных углей

Рис. 10.10. Изотерма поверхностного избытка (Г) в растворах поверхностно-активного вещества. Структура поверхностного слоя а — чистый растворитель б — ненасыщенный мономолекулярный слой ПАВ в — насыщенный мономолекулярный слой ПАВ. ный уголь и силикагель. Поглощающая способность угля подмечена еще в ХУП веке. Однако лишь в 1915 г. Н. Д. Зелинский разработал способ получения активных углей, предложив их в качестве универсальных поглотителей отравляющих веществ, и совместно с Э. Л. Кумантом сконструировал угольный противогаз с резиновой маской. Один из первых способон активирования древесного угля состоял в обработке его перегретым паром для удаления смолистых веществ, образующихся при сухой перегонке древесины и заполняющих поры в обычном угле. Современные методы получения и т .следования активных углей в нашей стране разработаны М. М. Дз бининым. Удельная поверхность активных углей достигает 1000 на грамм. Активный уголь является гидрофобным адсорбентом, плохо поглощает пары воды и очень хорошо — углеводороды.

Адсорбционные методы очистки применяют для удаления истинно растворимых органических соединений из сточных вод. Широкое применение нашел адсорбционный метод очистки с использованием обычных активных углей и некоторых других сорбентов, в частности активных углей, получаемых из отходов производства феноло-формальдегидной смолы, торфа, а также синтетических высокопористых полимерных адсорбентов. Активные угли высокопористые адсорбенты с удельной поверхностью от 800 до 1500 м2/г. Адсорбционное поглощение растворимых органических загрязнений активным углем происходит в результате дисперсионных взаимодействий между молекулами органических веществ и адсорбентом. Активный уголь гидрофобный адсорбент, т. е. обладает сродством к гидрофобным молекулам органических веществ. Чем выше энергия гидратации адсорбата, тем хуже он извлекается из воды адсорбентом. Сказанное, в частности, подтверждается тем, что активные угли хорошо сорбируют такие гидрофобные соединения, как алифатические и ароматические углеводороды, их галоген- и нитрозамещенные соединения и другие и значительно хуже гидрофильные соединения, например низшие спирты, гликоли, глицерин, ацетон, низшие карбоновые кислоты и некоторые другие вещества. [c.95]

При 0 = 0 имеет место абсолютная смачиваемость поверхности жидкостью, при 0 = =я — абсолютная несмачиваемость. Принято считать поверхность гидрофильной (смачиваемой), если данная жидкость образует на ней угол 0<п/2 при 0>я/2 поверхность считается гидрофобной. Жидкие щелочные металлы (при температурах, близких к температуре кипения при атмосферном давлении) и криогенные жидкости смачивают металлические поверхности почти абсолютно (краевой угол близок к нулю). Гидрофобными по отношению к воде и ряду других жидкостей являются парафин, фторопласт (тефлон). В табл. 1.18 приведены значения 0 для некоторых сочетаний жидкость — твердое вещество. Следует иметь в виду, что краевой угол смачивания весьма чувствителен к таким трудно контролируемым факторам, как шероховатость твердой поверхности, присутствие на ней или в жидкости посторонних примесей, особенно поверхностно-активных веществ. Увеличение шероховатости твердой новерхности увеличивает ее смачиваемость, т. е. снижает значение О [28]. Для отдельных сочетаний твердое тело — жидкость в определенном интервале температур наблюдается зависимость 6 от температуры. Так, согласно [18] для жидкого натрия на поверхности никеля (в атмосфере аргона) при /=200н-500°С краевой угол [c.86]

Адсорбционная способность активного угля по отношению к различным примесям и в различных растворителях неодинакова. Являясь неполярным гидрофобным адсорбентом, он хорошо поглощает растворенные вещества из водных растворов и полярных жидкостей — спиртов, сложных эфиров, амидных растворителей. Для удаления примесей из малополярных и, особенно, неполярных, например углеводородных растворителей, в которых активный уголь не всегда достаточно эффективен, можно рекомендовать использование активного оксида алюминия или порошкообразного силикагеля. [c.116]

Таким образом, все гидрофильные вещества (силикагель, глины) хорощо адсорбируют поверхностно-активные вещества из неполярных или слабо полярных жидкостей. Все неполярные гидрофобные вещества (уголь, графит, тальк, парафин), наоборот, хорошо адсор- [c.359]

Исследование влияния поверхностно активных веществ на смачиваемость катодного цинка электролитом показало, что добавки, адсорбируясь на катоде, весьма существенно меняют величину краевого угла, при этом полярно асимметричные гидрофобные органические вещества увеличивают краевой угол, гидрофильные — уменьшают его. Если краевой угол мал, что указывает на хорошую смачиваемость поверхности металла электролитом, то пузырек газа легко отрывается от металла, не успев вырасти. Наоборот, с ростом краевого угла периметр прикрепления пузырька к поверхности катода увеличивается, в результате чего его размеры становятся значительными. Следствием этого является образование ячеистых осадков металла, при этом глубина и размеры ячеек зависят от степени прилипания пузырьков газа к поверхности цинка. [c.221]

Поэтому для адсорбции поверхностно-активных веществ, растворенных в полярной жидкости, например в воде, применяют неполярные гидрофобные адсорбенты (уголь), для адсорбций же >13 неполярных жидкостей (СеНе, ССЦ и др.) — полярные гидрофильные адсорбенты (силикагель). [c.106]

Гидрофобные вещества (уголь, тальк, графит) лучше адсорбируют поверхностно-активные вещества из водных растворов и слабо из неполярных или малополярных жидкостей. Наоборот, гидрофильные вещества (силикагель, отбеливающие глины) лучше адсорбируют поверхностно-активные вещества из неполярных или слабополярных жидкостей (углеводороды, бензол), поэтому они широко применяются для очистки различных фракций нефти, масел и других веществ. [c.290]

Все адсорбенты можно разбить на два основных типа гидрофильные, хорошо смачивающиеся водой, и гидрофобные, которые не смачиваются водой, но смачиваются неполярными органическими жидкостями. К гидрофильным адсорбентам относятся силикагель, глины, пористое стекло. Их не- следует применять при адсорбции растворенных веществ из водных растворов, так как они лучше адсорбируют растворитель — воду. Эти адсорбенты целесообразнее использовать при адсорбции из неводных растворов. Гидрофобные адсорбенты — активный уголь, графит, тальк — хорошо адсорбируют вещества из водных растворов. [c.169]

В соответствии с правилом Ребиндера адсорбция веществ будет происходить, если полярность их лежит между полярностью среды и адсорбента. Следовательно, чем больше разность полярностей между растворяемым веществом и раствором, т. е. чем менее растворимо вещество, тем лучше оно будет адсорбироваться. Действительно, неполярные гидрофобные вещества (в частности, активный уголь) хорошо адсорбируют поверхностно-активные вещества, что широко используется в водоподготовке. Помимо полярности, важную роль играют другие параметры. С увеличением молекулярного веса адсорбтива адсорбция возрастает. Этим объясняется, в частности, хорошая адсорбция красителей. [c.23]

Почему гидрофобные вещества (уголь, графит) лучше адсорбируют поверхностно-активные вещества из водных растворов, а гидрофильные вещества (силикагель) — из углеводородных растворов [c.103]

В нашей стране разработаны М. М. Дубининым . Удельная по- верхность активных углей достигает 1000 иа грамм. Активный уголь является гидрофобным адсорбентом, плохо поглощает пары воды н очень хорошо — углеводороды. [c.323]

Для извлечения примесей из отработанных потоков обычно используют мелкопористые адсорбенты, из которых наиболее распространенными являются активный уголь [22, с. 5], силикагели, алюмогели, цеолиты, окись алюминия, кокс, глина, бокситы, пористые стекла, ионообменные смолы [23, 24]. Из всех перечисленных сорбентов только активный уголь в полной мере отвечает всем требованиям, предъявляемым к твердому поглотителю [25] гидрофобность, высокая сорбционная емкость, небольшая удерживающая способность, минимальный перепад давления, прочность, стабильность поглотительной способности и минимум каталитического действия на уловленный компонент. [c.138]

Таким образом, все гидрофильные вещества (силикагель, глины) хорошо адсорбируют поверхностно-активные вещества из неполярных или слабо полярных жидкостей. Все неполярные гидрофобные вещества (уголь, графит, тальк, парафин), наоборот, хорошо адсорбируют поверхностно-активные вещества из полярных жидкостей, например, из водных растворов. [c.449]

С целью уменьшения адсорбции растворителя при молекулярной сорбции из водных растворов обычно применяют гидрофобный адсорбент — активный уголь, а при сорбции из неполярных растворителей (углеводородов) гидрофильный адсорбент — силикагель. Адсорбция протекает по активным центрам адсорбента, часто мономолекулярно и высокоизбирательно. Изотермы молекулярной адсорбции из растворов, так же как газов и паров, имеют вид кривой, приведенной на рис. 96. Десорбцию, осуществляемую с помощью жидкостей, обычно называют элюцией, а жидкости или растворы, применяемые для этих целей, элюентами. [c.323]

Реагент из резиновой крошки является отходом резино-регене-ратных заводов. Размеры частиц крошки 0,2—1 мм. Соотношение резина соляровое масло равно 1 10. Чтобы обеспечить достаточное набухание, необходимо резиновую. крошку выдерживать в соляровом масле один-два дня. По данным ВолгоградНИПИнефти, резина СКС-300 имеет краевой угол смачивания а = 43° 57 и работу адгезии И т-г -= 20,2 эрг/см, а после обработки соляровым маслом соответственно а = 57° 21 и И т-г = 33,14 эрг/см . Оптимальная добавка реагента на основе резиновой крошки (РС) — 0,2—0,3% в расчете на резину. Содержание остаточного воздуха не должно при этом превышать 2%. В процессе бурения гидрофобные свойства резины приходится возобновлять дополнительными добавками солярового масла (0,2—0,5%). Расход крошки на 1 м проходки — 2,1 кг, а солярового масла — 22,3 кг. Еш,е более активна суспензия тонкодисперсного негранулированного полиэтилена (ПС). Расходы ее — 0,61 кг/м полиэтилена и 7,7 кг/м солярового масла [4]. Реагенты РС и ПС являются хорошими, но отнюдь не универсальными пеногасителями. Так, действие этих реагентов ухудшается в нефтеэмульсионных растворах, особенно при насыш,ении солью. [c.215]

Влага снижает активность угля. Максимально допустимое содержание влаги в угле указывается в технических условиях. Обычно заводы-изготовители выпускают активные угли с влажностью до 15%. В зависимости от условий хранения содержание влаги в активных углях может стать значительно выше. При влажности до 50% и выше уголь внешне продолжает казаться сухим. Уголь обладает способностью предпочтительно поглощать пары органических жидкостей, а не влагу, поэтому считается гидрофобным поглотителем. [c.28]

Схема секции из двух ТЭ приведена на рис. 26,а. Катодами в ТЭ служат комбинированные никелево-уголь-ные электроды со слоем никеля, обращенным к раствору электролита и гидразина. Никель специально пассивируется для уменьшения потерь гидразина. Слой угля со стороны воздуха гидрофобен, между гидрофобным слоем угля и слоем никеля находится слой активного угля. Этот слой не имеет дополнительных катализаторов, что также снижает потери гидра- [c.135]

Адсорбцию осуществляют в вертикальных аппаратах, заполненных твердым г.оглотителем (активный уголь, силикагель, цеолиты). Наиболее широкое применение в промышленности получил активный уголь с активной поверхностью 600—1700 м-1г. Он обладает очень важным качеством — гидрофобностью, так как отходящие промышленные и вентиляционные газы, как правило, влажные. Десорбцию поглощенного углеводорода прово- 1ят с помошью ВОДЯНОГО Пара, активность тля восстанавливают обработкой горячим воздухом. [c.70]

Для очистки стоков от органических веществ, молекулы которых гидрофобны или слабогидратированы, применяют активный уголь. При этом получают стоки с БПК менее 1 мг О2/Л, ХПК —3— 16 мл Ог/л, с содержанием взвешенных веществ менее 0,5 мг/л и фосфатов 0,1—1,0 мг/л. Однако активный уголь дорог, поэтому его целесообразно применять только для окончательной очистки небольшого количества сточных вод и в случае, если необходима особенно высокая степень очистки. [c.402]

Насыщение угля влагой — процесс чрезвычайно медленный равновесие устанавливается в течение нескольких месяцев. Вследствие этого в большинстве реальных технологических процессов влажность среды практически не оказывает влияния на эффективность извлечения примесей из газовой или жидкой среды. Активный уголь — единственный гидрофобный тип промышленных адсорбентов, и это качество нредопределпло его широкое использование для рекуперации паров, очистки влажных газов и сточных вод. [c.88]

Природу твердой поверхности можно, однако, изменить и превратить гидрофильную поверхность в гидрофобную (процесс гидрофобизации) и, наоборот, гидрофобную поверхность можно превратить в гидрофильную (процесс гидрофилизации)., Для этого на твердой поверхности создают адсорбционный слой поверхностно-активного вещества. Например, поверх-, ность алюминиевой пластинки, обычно покрытая окисной пленкой АЬОз, гидрофильна, т. е. довольно хорошо смачиваетси водой (краевой угол смачивания равен 40°). Такую пластинку можнЪ гидрофобизировать, обработав ее раствором какой-нибудь жирной кислоты. Молекулы кислоты, адсорбируясь на поверхности пластинки, образуют ориентированный слой, в котором полярные группы молекул обращены к поверхности пластинки, а углеводородные цепи — в воздух. На такой пластинке капли воды образуют ( пые краевые угльТ) (рис. 30). [c.63]

В отличие от большинства неорганических сорбентов, являющихся полярными, активный уголь — неполярный, гидрофобный сорбент. Элюотропный ряд растворителей (в порядке Возрастания элюирующей способности) имеет следующий вид вода— метанол—этанол—ацетон — -пропиловый спирт — диэтиловый эфир —-н-бутанол — этилацетат — я-гексан—бензол (Williams R. J. Р. et al., Arkiv Kemi, 1954, Bd. 7, Nr. 7, S. 1—15). Избирательно поглощаются активным углем углеводороды и их производные, ароматические соединения, красители слабее — низшие спирты, карбоновые кислоты, сложные эфиры. [c.39]

Для извлечения и концентрирования органических соединений используют макропористые полимерные сорбенты (амберлиты ХАВ, тенакс ОС, хромосор-бы серии 100, порапак Q, полисорбы), активный уголь и графитированные сажи,синтетические иониты, химически модифицированный силикагель, а также пенополиуретан, материалы на основе фторопласта и полипропилена. Пористые полимерные сорбенты характеризуются большой сорбционной емкостью, гидрофобностью, легкостью проведения десорбции (табл. 1.11). [c.35]

Кроме ископаемых углей важнейшими техническими сортами угля являются кокс, древесный уголь, сажа, костяной уголь. Различные специальные методы обработки технических углей позволяют получать активные угли, удельная поверхность которых может достигать 1000 на 1 г. Активные угли — прекрасные гидрофобные адсорбенты они поглощают углеводороды, газы, примеси солей металлов (М +). Свойства угля адсорбировать растворенные вещества открыл в конце XVIII в. Т. Е. Ловиц. [c.286]

Исследование влияния поверхностно активных веществ на смачиваемость катодного цинка электролитом показало, что добавки, адсорбируясь на катоде, весьма существенно меняют величину краевого угла, при этом полярно асимметричные гидрофобные органические вещества увеличивают краевой угол, гид-рофилльные уменьшают его. [c.218]

Адсорбционная способность различных форм угля значительно превосходит адсорбционную способность других веществ. Она изменяется не только в зависимости от природы и характера предварительной обработки угля, но также связана с типом адсорбируемого вещества. Адсорбционная способность жидкостей зависит от сжимаемости. Эфир значительно более сжимаем, чем вода, поэтому он занимает внутри древесного угля объем, который равен лишь одной десятой объема, занимаемого водой. Харкинс и Эвинг [217], работая с кокосовым маслом, пришли к заключению, что жидкости, проникающие в поры угля, сжимаются под действием сил молекулярного притяжения, равных давлению в несколько тысяч атмосфер. Неорганические электролиты нормально адсорбируются на угле анион и катион адсорбируются почти одинаково. Эта адсорбция слабая, она достигает приблизительно 0,01—0,5 миллимолей на 1 г адсорбента. Большие молекулы органических электролитов адсорбируются углем легче. Если уголь распределяется между двумя несмешивающимися гидрофобными жидкостями, то он лучше смачивается органическими жидкостями, чем водой или водными растворами. Когда угли применяются с осажденным на них катализатором в процессах гидрогенизации или дегидрогенизации, часто наступает потеря активности это можно устранить применением обработки воздухом или кислородом. Но вследствие того, что эта обработка помогает лишь временно, рекомендуется применять активированный уголь, подвергнутый тер мической, кислотной или газовой обработке. Обладая высокими адсорбционными силами, носитель действует как вещество, придающее катализаторам устойчивость при отравлении. [c.480]

В электродах типа [247—250] в качестве основы — токоотвода — используется металлическая сетка (рис. 96, г, д). Электроды, описанные в работах [248, 249], имеют в качестве гидрофобного запорного слоя сажу, гидрофобизированную суспензией фторопласта. Активный слой состоит из смеси угля и гидрофоби-зированной сажи. В электродах, разработанных в [250], гидрозапорный слой состоит из мелкопористого фторопласта. Активный слой содержит активированный уголь, гидрофобизированный фторопластовой суспензией. Электроды, приведенные на рис. 96, в—д, обеспечивают стабильную работу в течение нескольких тысяч часов при плотности тока до 50—100 мА/см [250]. Общая толщина электродов такого типа не превышает 1—1,5 мм. Угольные электроды воздушной деполяризации используются как со свободным, так и со связанным [251] щелочным электролитом. [c.220]