Адсорбенты и катализаторы поверхность

Уравнение Ленгмюра (II. 2) и уравнение БЭТ (И.З) широко используются для определения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов и других дисперсных систем. Удельная поверхность 5уд связана с емкостью монослоя Лм соотнощением [c.38]

Уравнения Гиббса, Генри, Ленгмюра и Шишковского по экспериментальным данным о поверхностном натяжении растворов позволяют рассчитать следующие величины и характеристики адсорбцию ПАВ на межфазной границе раствор — воздух и раствор — твердый адсорбент толщину адсорбционного слоя линейные размеры молекул ПАВ предельную адсорбцию поверхностного мономолекулярного слоя удельную поверхность твердого адсорбента, катализатора, а также исследовать свойства поверхностных пленок. [c.39]

Как физическая, так и химическая адсорбция играют огромную роль в гетерогенном катализе, так как на поверхности катализатора молекулы адсорбтива реагируют друг с другом гораздо быстрее. Разные исследователи высказывали различные мнения о причине этого явления. Адсорбент, сгущая и ориентируя на своей поверхности молекулы участвующих в реакции компонентов, способствует тем самым протеканию реакции, в конечном счете сам в нее не вступая. Ускорение реакции на поверхности адсорбента (катализатора) может являться результатом и того, что поверхностные силы обусловливают диссоциацию молекул адсорбтива на более реакционноспособные атомы или, по крайней мере, вызывают ослабление связи между атомами молекулы. Роль адсорбции в гетерогенном катализе подробно рассматривается в специальных курсах физической химии газовых реакций и катализа. [c.105]

Поверхность адсорбента (катализатора) может быть неоднородной, на ней могут быть трещины, дефекты кристаллической решетки. Неоднородность структуры поверхности может обусловить энергетическую неоднородность катализатора. Поэтому различают адсорбенты и катализаторы с энергетически однородной и энергетически неоднородной поверхностью. На энергетически неоднородной поверхности переход физически адсорбированной молекулы с одного участка поверхности на другой может быть связан с преодолением некоторого энергетического барьера (локализованная адсорбция). Физическая адсорбция на энергетически однородной поверхности является нелокализованной адсорбцией. [c.638]

Газовая хроматография используется для решения таких физикохимических задач, как определение коэффициентов распределения л активности, термодинамических функций распределения и адсорбции. Этот метод применяется также для определения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, наполнителей. [c.46]

Какие суш.ествуют методы определения поверхности адсорбента, катализатора [c.421]

В данной работе следует ознакомиться с адсорбционным методом определения поверхности адсорбента (катализатора). [c.413]

Высокая дисперсность и огромная поверхность характерны не только для множеств малых частиц, диспергированных в жидкой, твердой или газообразной средах (свободнодисперсные системы), но и для тел, пронизанных тончайшими порами. К этому, не менее значительному классу дисперсных систем (называемых связнодисперсными) относятся все капиллярнопористые тела, а именно почвы, грунты, многие горные породы, поглотители (адсорбенты), катализаторы, спрессованные порошки и т. д. у активных углей, широко применяемых в качестве поглотителей, удельная поверхность достигает многих сотен и даже тысяч м /г. Предельное состояние этого класса [c.7]

На проявлении капиллярного давления основана ртутная поро метрия — метод, широко используемый для определения объема пор и распределения пор по размерам в различных пористых материалах керамике, углях, адсорбентах, катализаторах. Ртуть очень плохо смачивает неметаллические поверхности, поэтому при внедрении ртути в пору возникает противодействующее капиллярное давление. Это давление с достаточной точностью можно считать равным 2а/г, где г — радиус поры (или средний радиус для пор сложной формы). Изучая зависимость объема ртути, проникающей в данную навеску порошка, от прилагаемого давления, можно получить кривую распределения пор по размерам. Для внедрения ртути в тела с очень тонкими порами, в десятки и единицы нанометров, капиллярное давление ртути, которое должно преодолеваться приложенным давлением, достигает 10 10 Па (103 10 атм). [c.34]

Основным механизмом различных форм пептизации и коагуляции глинистых суспензий, а также методов предотвращения или регулирования этих процессов — ингибирования, стабилизации, коллоидной защиты — являются процессы обмена, замещения и присоединения на поверхности твердой фазы. Глины, являясь носителями значительной физико-химической активности, интенсивно взаимодействуют с окружающей средой, образуя большую гамму адсорб ционных и хемосорбционных соединений. Простейшая форма взаимодействия — гидратация и связанные с ней процессы, уже рассмотрены ранее. Большое практическое значение имеют взаимодействия с другими соединениями как органическими, так и неорганическими, возникающие при этом связи с поверхностью частиц и ее модифицирование. Эти процессы, помимо буровых растворов, охватывают широкий круг других областей — почвоведение, керамику, применение глин в качестве адсорбентов, катализаторов, формовочных материалов и наполнителей и т. п. Монографии Р. Грима [9, 10] и Ф. Д. Овчаренко [30] содержат большой обзорный материал по этим вопросам. [c.60]

Поверхность соприкосновения взаимодействующих веществ в гетерогенной системе определяется гидродинамическими условиями процесса. При сильном перемешивании поверхность соприкосновения в системах Г — Т и Ж — Т в пределе равна поверхности всех твердых частиц, омываемых газом или жидкостью. Для пористых частиц (адсорбентов, катализаторов) учитывается и внутренняя поверхность пор. Для насадок, зерен катализатора или адсорбента поверхность контакта фаз выражается F=SJf v, где 5уд — удельная поверхность насадки (зерен), м /м [c.59]

На теории БЭТ основан стандартный метод измерения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, порошков и других материалов. Для этого используется уравнение БЭТ в линейной форме [c.51]

В ней критически рассмотрены вопросы определения удельной поверхности и структуры пор адсорбентов, катализаторов и других высокодисперсных пористых материалов, в частности носителей для газовой хроматографии. [c.4]

Газовая хроматография в настоящее время является одной из самых интенсивно развивающихся областей аналитической химии. Этот метод прочно вошел в практику не только научных исследований по химии и нефтехимии, биологии, медицине, но и в заводской контроль химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности. Газовую хроматографию все шире применяют для автоматизации технологических процессов. Этот метод может быть применен для определения различных физико-химических характеристик и зависимостей поверхности адсорбентов, катализаторов и полимеров, молекулярных масс, элементного состава различных соединений, констант химических реакций и др. [c.3]

Адсорбционный комплекс образуется при взаимодействии адсорбента (катализатора) и уже адсорбированной формы адсорбата. Адсорбцией называется процесс взаимодействия адсорбата с поверхностью адсорбента. [c.27]

Ро — равновесное давление при предельной адсорбции Отах. По Отах находится число адсорбированных молекул, а по известной величине поверхности, занимаемой адсорбированной молекулой, вычисляется поверхност адсорбента (катализатора). [c.456]

Из этого далеко не полного перечня областей применения адсорбции очевидно, что для успешного осуществления указанных процессов адсорбент должен обладать комплексом свойств развитой удельной поверхностью, иметь соответствующую структуру, сорбционную емкость и обладать определенной химической природой поверхности. Например, для очистки масел, примеси которых обладают большим размером молекул, наиболее эффективны крупнопористые адсорбенты, в то время как в случае глубокой осушки газов лучший эффект достигается на мелкопористых адсорбентах и т. д. Иначе говоря, каждый адсорбционный или каталитический процесс в зависимости от факторов, лимитирующих протекание той или иной его стадии, требует адсорбент (катализатор) строго заданной природы и структуры. Поэтому детальное определение параметров структуры пористых тел— залог эффективного их использования при решении конкретной адсорбционной задачи. [c.33]

Внутренняя структура адсорбентов и катализаторов, как уже упоминалось, влияет не только на кинетику процессов сорбции и катализа, но и ответственна за форму изотермы и селективность сорбции молекул различной природы и различного строения. Иначе говоря, строение твердого скелета, характер пор, пронизывающих его, и природа поверхности играют большую роль прежде всего в явлениях переноса (диффузии) вещества в глубь адсорбента (катализатора) и обратно, а также при поверхностных явлениях, имеющих место при катализе и адсорбционной очистке веществ. [c.210]

Современное изучение адсорбционных и каталитических свойств твердых пористых тел немыслимо без знания площади их поверхности и внутренней структуры. Эти показатели с точки зрения физической адсорбции и каталитических процессов наряду с химической природой поверхности являются наиболее важными характеристиками адсорбентов и катализаторов. Во-первых, величина удельной поверхности определяет количество вещества, адсорбируемого единицей массы адсорбента, дает необходимые сведения о характере адсорбционного процесса, о наличии моно- или полимолекулярно-адсорбцион-иых слоев, позволяет сравнить результаты теоретических вычислений адсорбции, поверхностной энергии, работы и теплоты адсорбции с экспериментальными данными и целым рядом других факторов, тесно связанных с применением адсорбентов (катализаторов) в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Во-вторых, удельная поверхность и структура адсорбентов дают возможность глубже понять механизм адсорбции и гетерогенных каталитических реакций, протекающих на поверхности и в объеме адсорбента (катализатора), позволяют судить о количестве и протяжспности активных центров, а также о кинетике и избирательности сорбционного и каталитического процессов. [c.102]

Будем вводить сорбтив на поверхность адсорбента (катализатора) порциями, причем сделаем эти порции, при тождественности химического состава и условий введения, различными по изотопному составу. Естественно ожидать, что на неоднородной поверхности первые порции займут наиболее активные участки, следующие — участки со средними активностями, а последние разместятся на наименее активных участках, характеризующихся максимальными Е или минимальными адс-Будем, далее, снимать сорбтив порциями посредством десорбции или химической реакции (например, в случае азота, гидрируя его до аммиака). Тогда, в зависимости от соотношения между определяющими энергетическими величинами, например значениями адс и Ер с, или. адс и дес, или, наконец, адс и Е каталитической реакции, первые порции, [c.97]

Особый случай — реакция, проходящая на поверхности пор, пронизывающих пористые гранулы. Поверхность пор на несколько порядков больше наружной поверхности гранул, поэтому применение пористых адсорбентов, катализаторов часто резко интенсифицирует процесс. Но диффузионное торможение при этом значительно усиливается и приобретает специфические черты. Диффу- [c.196]

Особый случай — реакция, проходящая на поверхности пор, находящихся внутри пористых гранул. Поверхность пор на несколько порядков больше наружной поверхности гранул, поэтому применение пористых адсорбентов, катализаторов и т. д. часто резко интенсифицирует процесс. Но диффузионное торможение при этом значительно усиливается и приобретает специфические черты. Диффузия проходит не через тонкий пограничный слой, а через неподвижный газ (или через неподвижную жидкость), заполняющий поры. При этом по пути диффузии на стенках пор проходит реакция. Поэтому реакции в пористых гранулах будем рассматривать отдельно. [c.105]

Наиболее прогрессивным решением использования пероксида водорода в технологии очистки сточных вод является ведение процесса окисления органических загрязнений после предварительного концентрирования их на специально подобранном адсорбенте-катализаторе. При этом глубокая деструкция пероксидом водорода органических загрязнений происходит не в жидкой фазе, а на поверхности адсорбента-катализатора, что обеспечивает возможность организации процесса в оптимальных, с точки зрения закона действующих масс, условиях. [c.32]

В зависимости от степени заполнения катализатором поверхности адсорбента. Н. И. Кобозев с сотрудниками изучил более 50 случаев катализа, среди них реакции окисления, восстановления, гидрирования, дегидрирования, полимеризации, синтеза аммиака и др. Как катализаторы были исследованы платина, железо, палладий, никель и др. В качестве носителей активных [c.274]

Вопрос о различиях в активности разных областей поверхности катализатора, в том числе разных граней кристалла, возник давно — еще до появления теории активных центров Тэйлора. Этот вопрос встал уже в связи с работами Лэнгмюра [56], Адкинса [57], Берка [58] и Баландина [59], которые в 20-х годах выдвинули первые предположения о геометрических соотношениях между молекулами адсорбата (реагента) и атомно-молекулярной структурой адсорбента (катализатора). Наиболее полно и систематически зависимость каталитической активности от адсорбции на разных гранях кристалла потом исследовалась Баландиным [60] и Рубинштейном [31] с их сотрудниками (ом. стр. 299), а также Гуотми и Каннингемом [61, 62]. [c.174]

Наконец, говоря о характере поверхности твердого (кристаллического) адсорбента, необходимо иметь в виду, что тот однородный вид поверхности кристаллического адсорбента, который при изложении теории мономолекулярного слоя дан нами на рис. 12 (стр. 83), является лишь идеализированной схемой. На самом деле поверхность эта весьма неоднородна и имеет множество заостренных выступов ( пиков ), на которых частицы должны иметь еще более нескомпенсированные силовые поля и линии, чем в идеальной плоскости. С другой стороны, на такой поверхности несомненно должны быть и мельчайшие впадины , углубления , щели , в которых, наоборот, частицы должны находиться в более компенсированном состоянии. Словом, характер твердой поверхности, как стерический фактор, не учитываемый теорией, должен играть серьезную роль в адсорбционных процессах. Сам Лэнгмюр считался с этим фактором в развитии учения о так называемых активных центрах на адсорбентах-катализаторах. Укажем также, что в развитии мультиплетной теории гетерогенного катализа Баландина учет стерического фактора имел существенное значение. [c.91]

Независимо от типа катализаторов первичным актом химического превращения, протекающего на их поверхности, является адсорбция реагентов. Последнюю подразделяют на физическую адсорбцию, определяемую дисперсионными силами, и хемосорбцию, зависящую от химического связывания адсорбата с активными центрами поверхности катализатора. В связи с этим важными характеристиками гетерогенных катализаторов являются величина их поверхности, размер и структура пор, равновесие и энергетика взаимодействия адсорбата с адсорбентом-катализатором. [c.273]

Отношение объема (в кубических сантиметрах) к поверхности (в квадратных сантиметрах) для цилиндрической трубки и цилиндрического сосуда диаметром 40 мм, с которыми часто имеют дело в лабораторной практике, равно 1 1. При употреблении более гонких трубок или при использовании сосудов, наполненных веществами с большей поверхностью (адсорбенты, катализаторы и т. д.), отношение объема к поверхности может стать еще на несколько порядков меньше. Если при неблагоприятных условиях адсорбированный на стенках сосуда газ отличается от газа в газовом пространстве, то возникает опасность загрязнения последнего. [c.17]

Для обнаружения элементов, составляющих в материале доли процента и при их общем количестве 10 —10 г, пригодна рентгеноэлектронная спектроскопия. Этот метод может быть использован для исследования слоя вещества в 2—3 нм и более глубоких слоев поверхности при последовательном удалении (травлении) ионными пучками отдельных слоев. При этом используется поток ионов Аг+ или Кг+ с энергией до нескольких килоэлектронвольт. Скорость травления — 20—50 нм/мин. Ход Х-электронных линий на графике демонстрирует изменение концентрации отдельных элементов по глубине слоя во время травления. Метод широко используется для исследования микровключений в поверхностных слоях КМ (адсорбенты, катализаторы и др.). [c.156]

Основные виды адсорбции по энергетике взаимодействия были уже рассмотрены выше (гл. 5), но адсорбент-катализатор нас интересовал лишь с точки зрения снижения энергии активации реакций, идущих в газовой среде. Здесь мы рассмотрим механизм адсорбции на границе раздела фаз. Значительная неуравновешенность частиц, образующих поверхность раздела, создает свободную энергию поверхности, которая распределена неравномерно, особенно на границе раздела газ (или жидкий раствор) —твердое тело, так как граница раздела со стороны газа или жидкой фазы в силу своей подвижности в большей степени подвержена релаксаци.ч. На границе раздела твердой фазы наряду с участками высокой активности наблюдаются участки малой активности. Так, например, наиболее активные участки металлических поверхностей — скопления вакансий, выходы краевых или винтовых дислокаций, наличие примесных атомов и ступеней, образующихся на кристаллической поверхности (см. гл. 4). Нарушения кристаллической структуры особенно характерны для тонкораздробленных кристаллов, обладающих высокой активностью. Такого типа кристаллы и используются в качестве катализатора после осаждения их на какой-нибудь инертной подложке. Образование на поверхности кристаллов центров различен активости схематически показано на рис. 117. [c.216]

Очевидно, что надежная качественная характеристика и количественное описание пористости адсорбентов, катализаторов, разнообразных материалов и естественных сред приобретают все возрастающее значение в науке и технике. Были предложены многочисленные методы изучения и оценки пористости, основанные как на визуальном наблюдении и количественном описании характера, формы и размеров пор при помощи оптических и электронных микроскопов, так и на использовании явлений адсорбции, капиллярности, проницаемости д других, для вычисления общей поверхности и объема пор и их, расяред ления по размерам. Помимо этого различные физические методы позволяют получать в разных приближениях количественную информацию о некоторых параметрах пористости. [c.5]

Изложенная классификация пор адсорбентов но размерам в основном связана с механизмом протекающих в них адсорбционных и капиллярных явлений. Поэтому целесообразна классификация по этому же признаку собственно адсорбентов и катализаторов при учете предельного случая адсорбентов, кривизна поверхности которых пренебрежимо мала. Поэтому можно считать, что существуют следующие структурные типы адсорбентов и катализаторов [11] непористые, макропористые, переходнопористые и микропористые. [c.253]

В реакции глубокого окисления этилена наибольшую активность показывают шпинель-хромит меди и перовскит ЬаСоОз, уступаюшие по своей активности только палладию и платине. Поведение перовскитов в каталитических процессах определяется особенностями их структуры и электронных процессов, Выще, при рассмотрении действия шпинелей, указывалось на существенную роль в окислительном катализе дефектов и электронных взаимодействий между ионами, облегчающих перенос зарядов между адсорбентами и поверхностью катализатора, Известно, что скорости глубокого окисления увеличиваются с понижением энергии переноса заряда твердое тело-адсорбат [26, с. 120-124]. [c.60]

На теории БЭТ основан стандартный метод измерения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, порошков п других материалов (метод БЭТ). По экспериментальным данным находят величину А. (см. рис. 1П.7), а затем по уравнению (П1.19) рассчитывают удельную поверхность. В качестве адсорбатов используют инертные газы (азот, аргон, криптон и др.), которые проявляют слабое межмолекуляр)юе взаимодействие на поверхносги адсорбента, чго находится в соответствии с исходными допущениями теории и обеспечивает достоверность получаемых результатов. Значения площади, занимаемой молекулой адсорбата в заполненном монослое шо принимают равной для азота 0,162 нм , аргона — 0,138 им-, криптона— 0,195 нм - . Для увеличения адсорбции таких газов ее ьедут при низких температурах, откуда и частое название ме-юда БЭТ метод низкотемпературной адсорбции. Уравнение изотермы БЭТ п[)именяется с хорошим приближением в области относительных давлений 0,05вносит искажения неоднородность по-иерхности (вывод уравнения БЭТ предполагает однородность поверхности), а при p/ps>0,3 сказывается взаимодействие между адсорбированными молекулами. [c.144]

Алюмосиликатные катализаторы представляют собой твердые высокоиористые вещества с сильно развитой внутренней поверхностью. Эти катализаторы делят на природные и синтетические. В состав последних входят цеолиты, обладающие тонкопористой структурой, что делает их прекрасными адсорбентами. Катализаторы на основе цеолитов (шариковые, микросферические) позволяют получать большие выходы высококачественного бензина. [c.237]

Эти продукты получаются химической или тепловой обработкой некоторых растительных или минеральных веществ (глина, боксит и пр.) в присутствии естественных примесей или добавок. Эта обработка изменяет структуру основного вещества, что сопровождается увеличением удельной поверхности, а в случае кристаллических веществ - деформацией решетки из-за внедрения или замещения атомов с различной валентностью. Образовавшиеся при этом свободные валентности взаимодействуют с протонами или электронами на поверхности, делая данные вещества активными - химическими адсорбентами, катализаторами и ионнообменниками. [c.363]