Структура адсорбентов особенности

Несмотря па многочисленные экспериментальные исследования и теоретический анализ различных моделей, примером которых являются работы [48, 53—55], природа сорбционного гистерезиса при капиллярной конденсации нуждается в более глубоком теоретическом анализе. Его результаты привели бы к ценной информации о форме и взаимосвязи пор. Вероятно, в данном случае было бы уместно применять в исследованиях различные капиллярные методы. Так, представление об открытых порах практически постоянного сечения обычно рассматривается как одна из возможных причин явления гистерезиса при капиллярной конденсации. Однако для вдавливания ртути этот эффект отсутствует. Изучение условий воспроизводимого опорожнения пор от вдавленной ртути и анализ результатов подобных опытов имел бы важное значение для дополнительной информации об особенностях пористой структуры адсорбентов. [c.266]

Ири рассмотрении физической адсорбции относительно небольших молекул микропористыми адсорбентами понятие проникание в микропоры и собственно адсорбция обычно не разделяют, т. е. молекула, проникшая в микропору, считается тем самым адсорбированной. Однако иногда, особенно при адсорбции полярных молекул, либо молекул, критический размер которых соизмерим с размерами микропор, необходимо учитывать характер взаимодействия адсорбируемых молекул с элементами структуры адсорбента. В этом случае энергия активации процесса может быть не связана с прониканием молекул в микропоры, как это наблюдалось, например, при изучении диффузии молекул воды в кристаллах цеолита NaX методом импульсных градиентов [1]. [c.272]

Многие из изложенных методов анализа и определения параметров структуры адсорбентов, особенно пористых, нуждаются в существенном улучшении. Это может быть осуществлено только в результате существенного усовершенствования и углубления теоретических представлений в области адсорбционных и капиллярных явлений и применения разнообразных независимых экспериментальных и особенно теоретических подходов к изучению как самой природы пористости адсорбентов, так и механизмов ее образования. [c.267]

Пористость гранул и ее характер определяют равновесные и особенно кинетические свойства адсорбента. Под пористостью гранул (Вгр) понимают долю объема гранулы, не занятую веществом адсорбента, т. е, долю пустот в структуре адсорбента. Ее определяют по соотношению кажущейся и истинной плотности [c.35]

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ АДСОРБЕНТОВ [c.171]

Явление сорбционного гистерезиса и причины, его вызывающие, неоднократно обсуждались в литературе [27—32]. При этом было высказано несколько точек зрения, иногда диаметрально противоположных, но сходящихся на том, что гистерезис находится в связи с капиллярной конденсацией и должен поэтому зависеть от особенностей структуры адсорбента. [c.97]

Рассмотренные типы диффузии молекул газа через различные пористые структуры адсорбентов, отличающиеся характером переноса вещества, показывают, что если поры узкие, то диффузия молекул в них будет медленной, вследствие чего часть поверхности, расположенная в глубине твердого тела, особенно в условиях динамического опыта, будет мало доступна для реагента. С другой стороны, адсорбенты мелкопористой структуры при работе в статических условиях вследствие наложения силовых полей противоположных стенок пор, как правило, обладают повышенным адсорбционным потенциалом дисперсионных сил. Это приводит к увеличению энергии адсорбции молекул с большой поляризуемостью, таких, как углеводороды и их производные. [c.219]

Внутренняя структура адсорбентов и катализаторов, как уже упоминалось, ответственна за скорость процессов, протекающих на их поверхности, кинетику установления сорбционных равновесий, эффективность каталитических реакций, избирательность сорбции и т. д. Короче говоря, структурный фактор, особенно в условиях динамического опыта, играет одну из главных ролей, связанных с явлением диффузии молекул реагирующего вещества к внутренней поверхности твердого тела [79—85]. При этом влияние структуры дифференцированно крупные поры, обладая незначительной удельной поверхностью, выполняют главным образом роль транспортных каналов, по которым обеспечивается доставка реагирующих молекул к внутренним слоям пористого тела и отвод продуктов реакций (в случае гетерогенных каталитических процессов) в объемную жидкую или газообразную фазу. Перенос реагирующих веществ к внутренней поверхности зерен катализатора, как показано выше, осуществляется путем диффузии и оказывает большое влияние на протекание контактных процессов. Если диаметр пор превышает среднюю длину свободного пробега молекул (около 10- см при атмосферном давлении), в порах происходит нормальная диффузия в соответствии с уравнением [c.221]

Н. Д. Зелинского, Н. А. Шилова и А. Н. Фрумкина, работы -Б. В. Ильина (изучение природы адсорбционных процессов) и обширные исследования последних лет, в особенности М. М. Дубинина и А. В. Киселева (изучение тонкой структуры адсорбентов), привели к значительному углублению наших знаний в отношении природы адсорбционных процессов. [c.376]

Построение теоретических моделей внутридиффузионной кинетики адсорбции тесно связано с выяснением особенностей пористой структуры адсорбентов. Так, для активных углей, полученных методом прямой активации, у которых поры с различной энергией адсорбции образуют в грануле угля сплошные структуры (причем поры каждого вида выходят на поверхность зерна), может быть использована модель однородного адсорбента, учитывающая параллельный перенос адсорбированных и неадсорбированных молекул. [c.138]

Из кремнеземных адсорбентов особенно широко применяется силикагель. Это обусловлено сочетанием в нем адсорбционной избирательности, легкости регенерации, механической прочности, термостойкости, многообразия пористых структур и других ценных качеств. [c.193]

Активный антрацитовый уголь (зерна размером 0,2—1,5 мм при основном содержании зерен 0,5—0,75 мм), выпускаемый в СССР под названием активный антрацит , отличается еще более низким относительным содержанием макропор (6—8 %) и мезопор (1,7—2,0 %). Возможно, что более резко выраженные особенности отечественного активного антрацита зависят от меньшего содержания летучих в исходном антрацитовом сырье. В общем объеме микропор активного антрацита, полученного активацией при 850 °С, содержание пор с полушириной щели 0,63—1,5 нм составляет 77%, а с полушириной щели 1,5—3,0 нм — лишь 5,5%. Поры с полушириной более 3 нм отнесены к мезопорам. Из данных табл. 2.5 видно, что активные антрацитовые угли резко отличаются от остальных активных углей прежде всего низким содержанием макропор, бесполезной, а при адсорбции из растворов и явно вредной частью пористой структуры адсорбента. Активные антрацитовые угли являются типичными супермикро-пористыми адсорбентами. Поэтому адсорбционное пространство их пор доступно для большинства молекулярно растворенных в воде органических веществ. Незначительное содержание мак- [c.40]

Выше уя е отмечалось, что характеристическая кривая адсорбента, например активного угля, зависит от характера его пористости, т. е. от структуры. Структурные особенности каждого образца активного угля могут быть учтены уравнением распределения объема адсорбционного пространства и по адсорбционным потенциалам. С этой точки зрения характеристическая кривая (1) в форме [c.682]

Все адсорбенты, используемые в адсорбционных насосах, можно разделить на три основные группы углеродные адсорбенты (активные угли), цеолиты (молекулярные сита) и силикагели. Наиболее общие структурные характеристики пористых адсорбентов — удельная площадь поверхности насыпная масса и общая пористость объем и размер адсорбционных пор распределение объема пор по эффективным радиусам энергия адсорбционного взаимодействия и др. Для физической адсорбции, обусловленной проявлением дисперсионных сил, существенно влияние пористой структуры адсорбента на адсорбируемость различных веществ- М. М. Дубинин разделяет все типы адсорбентов на два предельных структурных типа в зависимости от особенностей их пористой структуры. [c.21]

К адсорбентам первого структурного типа относятся цеолиты (молекулярные сита), некоторые модификации активных углей и тонкопористых силикагелей. Ко второму структурному типу относятся широкопористые силикагели и алюмогели, а также некоторые угли и сажа. Большая часть известных адсорбентов имеет пористую структуру с особенностями, характерными для обоих предельных структурных типов. Исключение составляют лишь цеолиты, отличающиеся ситовыми свойствами, которые заключаются в том, что адсорбция веществ на наружной поверхности кристаллов цеолитов очень мала по сравнению с адсорбцией в порах дегидратированных кристаллов цеолита. [c.21]

Адсорбция двуокиси углерода осуществляется при низкой температуре. Адсорбцией называется процесс поглощения газов, паров и жидкостей твердыми веществами с высокопористой структурой— адсорбентами (силикагель, активная окись алюминия и др.). Поверхность пор измеряется сотнями квадратных метров на 1 г массы вещества адсорбента. Размеры пор настолько малы, что соизмеримы даже с размерами молекул газов. Адсорберы лучше всего поглощают вещества с высокой критической температурой. Из воздуха, например, хорошо адсорбируются ацетилен, двуокись углерода, водяные пары. При температуре около —130°С и ниже твердая двуокись углерода хорошо адсорбируется из потока воздуха силикагелем и особенно — цеолитами (см. ниже). [c.400]

В зависимости от структуры адсорбентов и характерных особенностей процесса адсорбции изотермы адсорбции в координатах а—р могут иметь различную конфигурацию. Основные типы изотерм адсорбции рассмотрены в работах [2, 30]. Там же отмечается, что, несмотря на большое число работ, посвященных процессу адсорбции, пока еще не создана единая теория равновесной адсорбции, которая позволила бы получить аналитическую зависимость, справедливую для широкого диапазона изменения а, р п Т и одновременно учитывающую все многообразие процессов адсорбции. Отдельные теории адсорбции, уравнения для расчета изотерм адсорбции, рекомендованные различными авторами, и границы их применимости излагаются в работах [2, 10, 16, 30]. [c.54]

До сих пор мы рассматривали явления адсорбции преимущественно с их фактической стороны, излагая только обнаруживаемую опытом зависимость адсорбции ог различных факторов и не вдаваясь в обсуждение самой природы этого явления. Работы по исследованию химического взаимодействия между поверхностным слоем адсорбента и молекулами или ионами адсорбируемого вещества, выполненные Н. А. Шиловым с сотрудниками, изучение электрической природы адсорбционных процессов в работах Лангмюра, Б. В. Ильина и др, и обширные исследования последних лет, в особенности М. М, Дубинина и А. В, Киселева (изучение тонкой структуры адсорбентов), привели к значительному углублению наших знаний в отношении природы адсорбционных процессов и их практического нспользования. [c.416]

Впервые обобщены сведения по регенерации активных углей, цеолитов, силикагелей и алюмогелей, применяемых в промышленности. Рассмотрены особенности структуры адсорбентов и влияние ее на процесс их регенерации. Приводятся математические модели и методы расчета различных стадий регенерации. Отдельная глава посвящена технико-экономическим показателям различных методов регенерации и наиболее рациональным схемам промышленных адсорбционно-де-сорбционных установок. [c.2]

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ АДСОРБЕНТОВ, ВЛИЯНИЕ ЕЕ НА ПРОЦЕСС РЕГЕНЕРАЦИИ [c.5]

Сущность и особенности физико-химических процессов распределений в газо-адсорбционной хроматографии. Непористые и пористые адсорбентьь применяемые в газовой хроматографии. Роль геометрической структуры адсорбента. Молекулярные сита. Неспецифические и специфические адсорбенты разных типов, роль химической природы поверхности адсорбента. Пористые полимеры. Вредное влияние неоднородности поверхности твердого тела и способы его ослабления. Способы улучщения разделения и достижения большей симметрии пика. Непористые адсорбенты. Пористые и макропористые адсорбенты, соотношение между удельной поверхностью и размерами пор. Химическое и адсорбционное модифицирование поверхности адсорбентов. Выбор оптимальной геометрической структуры и химии поверхности для разделения конкретных смесей. [c.297]

Применение конкретного варианта десорбции определяется также некоторыми специфическими особенностями эксплуатации адсорбционных установок в промышленных условиях. Если поглощаемый адсорбентом компонент при высоких температурах по-жаро- и взрывоопасен, разлагается и полимер из уется, вследствие чего происходит модификация структуры адсорбента продуктами распада, то применяется либо вытеснительная десорбция, проводимая при температурах 30—90 °С, либо после десорбции осуществляется дополнительный процесс реактивации адсорбента. Если поглощенный адсорбентом компонент не представляет опасности в процессе эксплуатации, то в большинстве случаев наиболее рациональным вариантом является высокотемпературная десорб-ЦйЯ. [c.20]

Существенным фактором, влияющим на технико-экономические показатели работы адсорбционно-десорбционных установок, является выбор метода регенерации адсорбента (с учетом физикохимических свойств извлекаемых компонентов, модифицирования структуры адсорбента, конструктивных особенностей аппаратов и т. д.), а также уровня автоматизации процесса, в частности автоматического контроля и регулирования. [c.180]

При выборе рациональной пористой структуры адсорбента кроме обычных физико-химических свойств адсорбируемого вещества р , и), определяющих его адсорбируемость, необходимо учитывать особенности структуры его молекул и их эффективные размеры. [c.182]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ АДСОРБЕНТЫ. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И АДСОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ [c.527]

Существующие в настоящее время способы регенерации различных типов адсорбентов отличаются в основном лишь условиями проведения процесса. Однако специфические особенности десорбции веществ из различных типов адсорбентов, зависящие от структуры адсорбентов, формы изотермы, сохранения адсорбционной емкости после многоциклового процесса адсорбции и регенерации и других факторов, требуют детального исследования и экспериментального определения необходимых режимов регенерации адсорбентов для заданной системы адсорбтив — адсорбент. Поэтому, мы отдельно рассмотрим основные экспериментальные исследования десорбции веществ из активированных углей и цеолитов, а также методы проведения процесса десорбции для указанных типов адсорбентов. [c.80]

Расположение катионов в проемах окон является всего лишь их предпочтительной локализацией. Фактически же они обладают известной свободой и могут перемещаться по структуре адсорбента. С этим свойством связана еще одна особенность цеолитов они являются материалом, способным к ионному обмену. [c.18]

Физическая адсорбция органических веществ из водных растворов наиболее сильно проявляется нри использовании в качестве адсорбентов углеродных материалов, поскольку энергия вандерваальсовского взаимодействия молекул воды с атомами углерода, образующими поверхность углеродных тел, намного меньше энергии дисперсионного взаимодействия этих атомов с атомами углеродного скелета органических молекул. Энергия дисперсионного взаимодействия органических молекул с адсорбентом особенно высока в тех случаях, когда углеродные скелеты молекул адсорбента имеют плоскую структуру и характеризуются сопряженной системой л-связей, как это наблюдается, например, в ароматических соединениях. Большое различие в энергии взаимодействия молекул компонентов раствора с поверхностью углеродного адсорбента приводит к си.т1ьно выраженной избирательной адсорбции органических веществ. Такая избирательность обусловливает технологическое применение адсорбции или является основой адсорбционных механизмов многих процессов молекулярной биологии. [c.44]

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]

Необходимость глубокой очистки и выделения компонентов нефтяных фракций заставила обратить особое внимание на синтетические адсорбенты — алюмосиликаты и особенно на цеолиты, обладающие высокой избирательностью. При помощи цеолитов можло разделять продукты по размерам их молекул поэтому их называют молекулярными ситами. Имеются и природные цеолиты—шабазит, модернит и др. Однако их природные запасы не могут обеспечить потребность в адсорбентах с высокой избирательностью. Цеолиты способны к катионному обмену и прочно удерживают воду, которая в ыделяется при нагревании без разрушения кристаллической структуры адсорбента. При обмене катионов свойства-деолита изменяются. [c.240]

В последнее время в качестве адсорбентов, особенно в газовой хроматографии, стали применять пористые стекла. Как показал Гребенщиков [12], щелочноборосиликатные стекла при определенной термообработке делаются неустойчивыми к кислотам и щелочам. При обработке таких стекол кислотами они становятся пористыми. Структура полученного этим путем пористого стекла, а также его адсорбционные свойства, определяются составом исходного стекла, условиями термообработки и последующего выщелачивания. Выбор тех или иных условий термообработки и выщелачивания позволяет наперед устанавливать свойства и структуру таких пористых стекол и изменять размеры их пор в пределах от 8 до 1000 А, что весьма важно для подбора адсорбентов с желаемыми свойствами. Исходным материалом для получения пористых стекол служит боросиликатное стекло марки ДВ-1. После термообработки при 500—700° С стекло дро- [c.110]

В последние годы накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что форма изотерм сорбции, помимо структуры адсорбентов, в значительной степени зависит от химической природы их поверхности, характера адсорбата и размера адсорбирующихся молекул. При этом былс показано, что химическое модифицирование поверхности твердых тел приводит к изменению их активности как по отношению к веществам, адсорбирующимся за счет электростатических сил, так и к веществам, адсорбция которых является результатом дисперсионного взаимодействия. Так, например, при замене гидроксильных групп поверхности силикагеля фтором, хлором или органическими группами (метильными, этильны-ми, пропильными и другими насыщенными радикалами) [14— 24] наблюдается резкое падение его адсорбционных свойств как к полярным, так и к неполярным веществам. Наиболее сильно данная особенность выражена для паров воды, спиртов, в меньшей мёре — для паров бензола, циклогексана и еще в меньшей для азота и аргона (рис. 62). [c.149]

Селективность адсорбентов в некоторых случаях значительно выше, чем селективность, которая может быть получена на обычных неподвижных жидких фазах, в особенности при разделении геометрических изомеров. Превосходный обзор газоадсорбционной хроматографии был сделан Киселевым и Яшиным /12/. Приблизительно половина книги посвящена рассмотрению химических и физических свойств различных адсорбентов и описанию связи между характеристиками колонки и геометрической структурой адсорбента. Остальная часть книги посвящена практическим применениям, включая использование газовой хроматографии дпя определения термодинамических характеристик. Каждому, кто работает с адсорбентами, можно рекомендовать познакомиться с этой книгой. Джеффери и Киппинг /9/ довольно кратко обсуждают теоретические вопросы, но дают описание условий разделения многих важных смесей. Представленные в книге примеры описаны достаточно подробно, что существенно облегчает их воспроизведени е. [c.58]

При изучении физической адсорбции бинарных смесей газов и паров на твердых адсорбентах удается обнаружить некоторые особенности адсорбционного поведения таких многокомпонентных систем, связанные со структурными характеристиками адсорбента. Исследование адсорбции смесей паров позволяет в ряде случаев получить более определенные выводы о механизме процесса сорбции и его связи со структурой адсорбента, чем это можно сделать на основании изучения изотерм адсорбции индивидуальных веществ. Ниже будет показано, что экспериментальные данные по адсорбции смесей паров могут служить веским дополнительным аргументом в пользу представлений, развитых в статье М. М. Дубинина[1], о структуре адсорбентов и о принципиальном различии адсорбционных свойств сравнительно круинопористых или вообще ненористых адсорбентов (силикагели, окислы, непористые кристаллы, графитированные сажи) и микропористых адсорбентов, характеризующихся очень тонкими порами, близкими по величине к размерам молекул (активные угли, цеолиты). [c.30]

Простая физико-химическая основа хроматографического разделения молекул и макромолекул на адсорбентах, возможность регулирования и использования различий в геометрической структуре и химической природе поверхности, нелетучесть большинства адсорбентов, их высокая термическая и химическая стабильность и легкая реген ер ируемость делают адсорбенты особенно удобными при работе аналитических колонн в режиме программирования температуры, а также в препаративном и производственном применениях газовой и молекулярной жидкостной хроматографии. Наряду с этими практическими применениями, газо-адсорбционная хроматография становится также важным методом физико-химического исследования -химии поверхности твердых тел, изотерм, теплот и энтропий адсорбции. [c.5]

Естественно, что наряду с правильным выбором растворителей, вытесняющих жидкостей и рациональных методов обработки хроматограммы, весьма существенное значение имеет выбор подходящего адсорбента. Для адсорбционного хроматографического разделения нефтяных фракций на парафино-нафтеновую и ароматическую части лучшим адсорбентом в настоящее время является силикагель, впервые введенный в нефтяную практику Б. Тарасовым [79] в 1926 г. 1то касается характера пор силикагеля, то исследования Гримма [80] по разделению на силикагеле с разной пористостью бинарных жидких смесей, работы Е. А. Михайловой и Б. А. Казанского [1] по хроматографическо.му алсорбционному разделению жидких смесей углеводородов, в том числе бензинов, и исследования И. Е. Неймарка с сотрудниками [81] по выяснению роли структуры адсорбентов в молекулярной хроматографии совершенно однозначно показали, что наиболее избирательным и эффективным для разделения углеводородов является мелкопористый силикагель. Для разделения парафиновых углеводородов нормального и разветвленного строения и нафтеновых углеводородов в ряде работ [82, 83] и патентов [84—89] указана возможность использования активированного угля, особенно угля из шелухи кокосового ореха, который для этих целей является избирательным адсорбентом. В связи с этим необходимо отметить, что еще Л. Г. Гурвич [90] указывал на то, что мелкопористые адсорбенты лучше крупнопористых и что особенно мелкопористые угли получаются из скорлупы кокосовых и других тропических орехов. Описаны также схемы установок непрерывного действия [83] с использованием угля для этих целей. [c.53]

Исследована адсорбция азота, водорода, неона и гелия при 20.4° К на серии углей с различной предельной температурой карбонизации. Получена информация о пористой структуре карбонизованных углей и о характере ее развития с повышением температуры карбонизации. Установлена резкая зависимость низкотемпературной адсорбции от особенностей микропористой структуры адсорбента. В УГ.11ЯХ, карбонизованных выше 450° С, изотерма адсорбции устанавливает наличие микропористой структуры. Повышение температуры карбонизации с 450 до 550° вызывает увеличение адсорбционной емкости угля на два порядка. Показано, что при низкотемпературной адсорб- [c.269]

В ])аботе исследована адсорбция паров вепц ств с относительно крупными молекулами в статических и динамических условиях па образцах промышленных активных углей с различной микропо-pn Toii структуро1г. При адсорбции веществ, эффективные размеры молекул которых соизмеримы с входами в микропоры активного угля (третичный бутил-бензол, 1,3,5-триэтилбензол на АУ-3) наблюдается эффект молекулярно-ситового действия, приводящий к общему снижению адсорбционной способности адсорбента, а сам процесс адсорбции приобретает активированный характер. Динамическая активность существенно снижается за счет ухудшения кинетики адсорбции. При выборе рациональной пористой структуры адсорбента кроме обычных физико-химических свойств адсорбируемого вещества (pg, s), определяющих ого адсорбируемость, необходимо учитывать особенности структуры его молекул и их эффективные размеры. Библ. — 2 назв., табл. — 3. [c.271]

Цеолиты — самые дорогие адсорбенты. В практике находят применение искусственные и более дешевые природные цео-ЛИТ1.1. Цеолиты обладают высокой адсорбционной активностью и избирательностью. Поглощение углеводородов и примесных компонентов зависит от структуры и размера пор. Адсорбционная активность, в отличие от оксида алюминия и силикагеля, не зависит от влажности газа. Цеолиты особенно эффективны [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология