Адсорбенты толщина адсорбционного слоя

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]

Количество адсорбированного газа а, приходящееся на единицу поверхности жидкости, составляет а=йСа (где б — толщина адсорбционного слоя). Так как удельная поверхность данного адсорбента и толщина адсорбционного слоя при рассматриваемых условиях постоянны, то [c.39]

Расчет распределения объема и поверхности мезопор адсорбента по размерам основан на двух системах уравнений. Первая из них выражает толщину адсорбционного слоя на поверхности мезопор рассматриваемого размера и зависимость равно- [c.102]

Со времени появления теории адсорбции Ленгмюра было предложено много видоизменений его теории и других объяснений адсорбционного процесса. Чаще в этих теориях идет речь об ином толковании природы адсорбционных сил и о толщине адсорбционного слоя. В частности, при адсорбции газообразных и растворенных веществ на пористых адсорбентах, особенно при больших концентрациях, [c.288]

В принципе, они позволяют для каждой экспериментальной точки изотермы капиллярного испарения или десорбции, зная равновесные относительные давления, вычислять толщины адсорбционных слоев 4 и радиусы опорожняющихся пор г эквивалентного адсорбента. [c.106]

Средние статистические толщины адсорбционных слоев одинаковы как при адсорбции в микропорах, так и на поверхности непористого адсорбента, если теплоты адсорбции не [c.109]

Так как отсутствует универсальный математический метод для описания распределения объема пор по размерам, пригодный для адсорбентов различной природы, то обычно применяют метод ступенчатого анализа капиллярного испарения. Для каждой ступени, т. е. небольшого уменьшения равновесного относительного давления, объем испаряющегося вещества слагается из собственно капиллярного испарения, т. ё. опорожнения некоторого объема сорбционного пространства мезопор, заключающегося между адсорбционными слоями, и уменьшения толщин адсорбционных слоев в порах, опорожненных на предыдущих ступенях десорбции. [c.107]

Тип ТСХ Диаметр зерен адсорбента, мкм Толщина адсорбционного слоя, мкм [c.338]

Если поверхность адсорбента непористая (как, например, поверхность графитового порошка, графитированной или ацетиленовой сажи), то определение объема адсорбционной фазы в случае мономолекулярной адсорбции растворенного веш,ества становится неоднозначным. Его результаты зависят от того, какой параметр, нормальный к поверхности адсорбента, выбран в качестве вандерваальсовской толщины адсорбционного слоя. Это заставляет при адсорбции из растворов на непористых поверхностях отдавать предпочтение методам вычисления констант адсорбци- [c.112]

Непористые сорбенты характеризуются 5-образной формой изотермы без гистерезисной петли и толщиной адсорбционного слоя, не превышающей двух—пяти молекул до относительного давления паров, равного 0,9. Поверхность такого адсорбента 5 равна поверхности адсорбционной пленки S вблизи PIP, = 1. [c.113]

Наибольшее распространение получил -метод. Если величины адсорбции выражать в объемах нормальной жидкости, то для стандартной кривой адсорбция для единицы поверхности адсорбента г численно будет выражать среднюю статистическую толщину адсорбционного слоя I [c.106]

Несмотря на то, что в последнее время появилось много работ, посвященных адсорбции полимеров на различных твердых поверхностях [133, 141—143, 164, 187—190, 194, 195], достаточной ясности в теории адсорбции полимеров еще нет. (Основными факторами, влияющими на адсорбцию полимеров на различных поверхностях, являются молекулярный вес полимера, концентрация раствора, тип растворителя, температура и, разумеется, природа адсорбента и адсорбтива У Рассмотрим вначале основные закономерности адсорбции полимеров из разбавленных растворов. Как правило, изотермы адсорбции из разбавленных растворов представляют собой кривые, достигающие насыщения при определенных концентрациях. Толщина адсорбционного слоя значительно превышает размеры мономолекулярного слоя. В связи с этим было предложено несколько моделей структуры адсорбционных слоев [142, 144—148, 182, 183]. При сильном взаимодействии макромолекулы с поверхностью возможно ее разворачивание под влиянием адсорбционных сил [149]. Такая молекула лежит на поверхности плашмя, причем адсорбируется несколько слоев молекул. ]Иожно представить себе, что адсорбированная макромолекула имеет форму статистического клубка [147, 148, 152, 153, 163]. И наконец, адсорбированная макромолекула может образовывать складки, будучи связана с поверхностью только несколькими сегментами. Последний случай наиболее вероятен для длинноцепных гибких макромолекул полимеров [144—146, 150, 163]. В частности, подобный характер адсорбции был экспериментально обнаружен в системе кремнезем — полиметилмет-акрилат [151] и подробно рассмотрен в работах Симхи, Фриша и Эйриха [144-146]. Поскольку конформация полимерной цени в растворе зависит от природы растворителя, этот фактор оказывает существенное влияние на характер адсорбции. В разбавленных растворах в плохих растворителях макромолекулы вследствие меньшего взаимодействия с растворителем более свернуты и адсорбируются в большей степени. Так, для политриметиленади-пипата хорошим растворителем является хлороформ, плохим — толуол. В последнем случае адсорбция на стекле оказывается в 5 раз больше [143]. Но иногда наблюдается обратная зависимость адсорбция нолидиметилсилоксана на стекле [154] из бензольного раствора (плохой растворитель) меньше, чем из четыреххлористого углерода (хороший растворитель). Это явление авторы объясняют конкурирующей адсорбцией растворителя на поверхности адсорбента, что препятствует адсорбции полимера. [c.23]

Для расчетов было принято, что мольный объем адсорбата равен таковому для расплавленного га-хлоранилина (у = 0,109 см /ммоль). Найденная таким образом -кривая интересна прежде всего тем, что полученная средняя статистическая толщина адсорбционного слоя при приближении к насыщению 0,37 нм, т. е. толщине бензольного кольца. Далее -кривая показывает, что адсорбция и-хлоранилина из водного раствора на непористых углеродных адсорбентах мономолекулярна. Благодаря этому оказывается возможным оценивать поверхности непористых адсорбентов по величине адсорбции и-хлоранилина с учетом ориентации бензольного кольца параллельно поверхности адсорбента. [c.166]

Существуют и другие методы установления толщины адсорбционного слоя. Одним из них является метод, основанный на определении скорости седиментации диспергированных в полимерном растворе части адсорбента [631. По изменению скорости седиментации в растворителе и растворе можно найти увеличение размера частиц, если принять, что оно целиком определяется образованием на поверхности адсорбционного слоя.Такой расчет выполним,если предположить, что частицы адсорбента сферической формы и что адсорбционный слой имеет постоянную толщину и является непроницаемым для растворителя. [c.20]

В настоящем разделе не рассматривались относительные методы определения удельных поверхностей, в ряде случаев практически полезные,, но не содержащие принципиально новых идей. Их особенность помимо дополнительных эмпирических предположений заключается в необходимости калибрования по одному из методов, позволяющему достаточно надежно определить удельные поверхности непористых или пористых адсорбентов. Примерами могут служить относительный метод Гаркинса и Джура [35] и метод де-Бура [36], основанный на использовании так называемой -кривой, выражающей зависимость средней статистической толщины адсорбционного слоя от равновесного относительного давления. Последний метод получил распространение в особенности потому, что небольшое содержание микропор в адсорбенте практически не сказывается на результате определения удельной поверхности более крупных разновидностей пор. [c.261]

Так как удельная поверхность данного адсорбента и толщина адсорбционного слоя при рассматриваемых условиях являются постоянными, то Уд= oпst, а следовательно [c.441]

При физической адсорбции энтропия адсорбции многих газов лежит в пределах 80—]00Дж/(моль К). Если принять предельное значение адсорбции Гоо= = 10 моль-см и толщину адсорбционного слоя 5-10 см, то концентрация газа в адсорбционном слое будет равна 10 /5 10 1 = 0,02 моль/см , или 20 моль/л. Если рассматривать газ как идеальный, то уменьшение энтропии газа в результате адсорбции при нормальном давлении газа над адсорбентом будет равно / 1п20 22,4 и 54 Дж/(моль К). Если учесть двухмерное состояние адсорбированного газа, то изменение энтропии будет еще больше. Следовательно, при взаимодействии субстрата с поверхностью катализатора только за счет физической адсорбции изменение энтропии газа Д 5° будет равно 80 Дж/(моль К)- Это равносильно тому, что энергия Гиббса адсорбированного газа, если рассматривать его как идеальный, возрастает примерно на 24 Дж/(моль К), так как при изотермическом сжатии идеального газа ДО + 4- /"Д 5 =0 (см. 71). Тепловой эффект физической адсорбции изменяется в широких пределах. Термодинамические характеристики процесса адсорбции некоторых веществ на саже приведены ниже. [c.641]

Так как удельная поверхность адсорбента и толщина адсорбционного слоя являются постоянными при данной температуре, то Уа= =сопз1, и поэтому [c.333]

Термодинамическое исследование системы с поверхностями раздела фаз встречает свои трудности. Эти трудности связаны с неопределенностью толщины адсорбционного слоя, т. е. примыкающей к поверхности неоднородной части объемной фазы. Даже в случае инертного адсорбента это относится к примыкающей к его поверхности неоднородной части флюида —газа или жидкости. Действительно, такая важная характеристика этого слоя, как его толщина, остается неопределенной она может зависеть от степени заполнения поверхности раздела молекулами адсорбата, ориентации этих молекул и ее зависимости от заполнения, перехода от MOHO- к полимолекулярному слою, других факторов, связанных со структурой адсорбента и молекул адсорбата (или молекул смеси адсорбатов), и от температуры. Это затруднение требует построения молекулярной модели адсорбционного слоя, например модели мономолекулярного слоя постоянной толщины, т. е., по существу, выхода за рамки классической термодинамики с потерей ее главного преимущества — общности выводов для макроскопических систем. [c.129]

При изучении адсорбции из растворов часто пользуются моделями поверхностного раствора, в частности, моделью мономолекулярного слоя постоянной толщршы. В лекции 7 отмечалось, что такая модель вводит чуждую термодинамике Гиббса величину — толщину адсорбционного слоя. Обычно толщина адсорбционного слоя не сохраняется постоянной вследствие различий в размерах молекул компонента 1 и 2 и изменения их ориентации с изменением заполнения поверхности адсорбента. Однако есть случаи, когда толщина адсорбционного слоя при адсорбции из бинарного раствора приблизительно сохраняется. К ним относится, например, адсорбция плоских молекул, таких как симметричные полиметилбензолы и ароматические углеводороды с конденсированными ядрами на гидроксилированной поверхности силикагеля из растворов в н-алканах (см. рис. 14.5—14.7, а также лекцию 16). Эти ароматические углеводороды ориентируются преимущественно параллельно поверхности, образуя мономолекулярный поверхностный раствор, толщина которого с ростом концентрации таких ароматических углеводородов в объемном растворе изменяется мало и остается близкой к вандерваальсовым размерам толщины бензольного ядра и молекул растворителя — н-алкана в вытянутой конформации. В этой лекции будут рассмотрены свойства такой двухмерной модели поверхностного раствора постоянной толщины. [c.268]

При изучении многих явлений, связанных с действием адсорбционных сил между атомами адсорбента и адсорбата, прежде всего бросается в глаза несоответствие радиуса их действия с теоретической зависимостью, выражаемой уравнением (IX. 3). Действительно, согласно этому уравнению, энергия уменьшается обратно пропорционально 6-й, а сила / = —dU/dr 7-й степени расстояния. При двукратном увеличении г значение / уменьшалось бы более чем в тысячу раз, т. е. мы бы имели дело с близкодействующими силами. Однако известно, что толщина адсорбционных слоев может достигать сотен нм, а взаимодействие частиц является заметным уже на расстояниях того же порядка (см. гл. XIII). Эти и многие другие факты указывают на дальнодействие адсорбционных сил. [c.133]

Лёния химической связи между поверхностными атомами адсорбента и атомами адсорбируемых веществ, однако при этом повой фазы и нового химического соединения, которые можно было бы выделить особо, не образуется. На основе опытных измерений установлено, что толщина адсорбционных слоев может быть равной диаметру одной молекулы (мономолекулярные), двух молекул (бимолекулярные) или нескольких молекул (полимолекулярные слои). [c.352]

В отличие от выпуклой поверхности жидкости, легко реализуемой в аэрозолях в форме шарообразных частиц различных размеров, вогнутая поверхность жидкости не может быть получена без участия стенок твердого тела. Поэтому в общем случае адсорбционное поле, создаваемое стенками мезопор адсорбента, оказывает влияние как на толщину адсорбционного слоя, так и на кривизну равновесного вогнутого мениска жидкости. Теория этого явления была опубликована Дерягиным в 1940 г. и почти 30 лет спустя, в 1967 г., де Бур и Брук-гоф смогли приближенно учесть влияние адсорбционного поля стенок пор на химический потенциал сорбированного вещества при выводе усовершенствованного уравнения Кельвина [5 — 8]. Автор [9, 10] делает попытку приближенного развития метода Дерягина, Брукгофа и де Бура путем дополнительного учета зависимости поверхностного натяжения от среднего, радиуса кривизны мениска жидкости. Рассмотрение капиллярного испарения ведется для эквивалентной модели адсорбента (эквивалентного модельного адсорбента) с цилиндрическими порами. [c.103]

Для кривой 3 принята также постоянная средняя толщина адсорбционного слоя для всей области гистерезиса, оцененная Аултоном в а = 13,0 А. И наконец, кривая 1 отвечает расчету без введения поправок на толщину адсорбционных слоев. По внешнему виду все кривые рис. 2,21 скорее выражают распределение объемов пор для самых разнообразных адсорбентов с одинаковым общим характером пористости, нежели соответствуют одному и тому же адсорбенту. При оценке структуры однороднопористых адсорбентов в первом приближении воз- [c.58]

Рассмотрим по [33] схему вычисления распределения объема пор по эффективным радиусам для эквивалентного модельного адсорбента с цилиндрическими порами, из которой устранены излишние геометрические деталировки по сравнению, папример, с работой [43], практически не отражающиеся на результатах. Основой для расчета обычно является де-сорбционная ветвь изотермы в интервале от характеристического относительного давления, практически отвечающего точке начала гистерезиса, до относительного давления — 0,95. Этот интервал разбивается на участки, протяженностью в 0,05 по оси относительных давлений для каждой ступени десорбции, причем первой ступени отвечает интервал 0,95—0,90. Количество десорбируемого вещества будем выражать в объемах жидкости для единицы массы адсорбента. Для определения толщин адсорбционных слоев служит кривая, выражающая зависимость средней статистической толщины адсорбционного слоя от равновесного относительного давления. Она обычно строится на основании изотермы адсорбции пара на непори-стоы адсорбенте с близкой и известной по величине поверхностью. Примеры вычисления и построения таких кривых приведены в работах [33, 43, 48]. [c.263]

Так как поверхность непористого стандартного адсорбента известна, по величинам адсорбированного объема вещества можно рассчитать среднюю статистическую толщину адсорбционного слоя t и представить t как функцию j s. В /-методе допускается, что на адсорбенте с неизвестной удельной поверхностью одинаковой химической природы со стандартным образцом средняя статистическая толщина адсорбционного слоя прн равных j s такая же, как и на адсорбенте с известной поверхностью. Это условие справедливо при приблизительном равенстве энергетических характеристик адсорбентов. Для всех таких адсорбентов должна существовать единая кривая [c.80]

Метод приведения изотерм может быть обобш ен для случая, когда с с [12]. Вводя исправленное значение толщины адсорбционного слоя исп отвечающее константе уравнения с для рассматриваемого адсорбента [c.107]

Объем вещества, адсорбируемого в мезопорах, для точки начала гистерезиса может быть выражен произведением 5иэ — поверхности мезопор (адсорбционной пленки) на толщину адсорбционного слоя I), т. е. уравнением Уиз = причем можвт быть Определена по термодинамическому методу. Для адсорбентов, не имеющих непористых аналогов, мы пе имеем точных данных, касающихся зависимости I — / (р/р,). Однако в этом случае можно использовать результаты ряда исследований, из которых следует, что природа подложки сравнительно мало влияет на зависимость i = / р р для такого адсорбата, как азот. [c.140]

Если адсорбент содержит микропоры наряду с мезопорами или макропорами, то общая величина адсорбции состоит из адсорбции в микропорах (Уми) и адсорбции в более крупных разновидностях пер v = г ми + - - st. Найденное из этого уравнения значение %и составляет 0,С9 см /г, а удельная поверхность мезопор — 830 м /г, что соответствует, при условии сохранения той же толщины адсорбционного слоя (0,37 нм), объему мезопор, равному 0,308 см /г. Графически определяемая поверхность может быть приравнена поверхности 5бэт. как указано в работе Дубинина, при значениях O, близких к 1. [c.167]

К методам приведения относится и так называемый -метод де Бура [167], получивший наибольшее распространение. Этот метод, как будет показано далее, представляет особый интерес при исследовании адсорбции из водных растворов, и к его более детальному анализу в этой связи мы еще должны будем вернуться. Для определения удельной поверхности адсорбентов по этому методу также пользуются стандартным адсорбентом с известной поверхностью. При исследовании адсорбции на углеродных материалах в качестве стандарта выбирают непористую сажу. Изотермы адсорбции стандартного адсорбата (азота) на обоих адсорбентах выражают в виде зависимости объема адсорбированного вещества 1>а от равновесного относительного давления. При этом плотность адсорбированного вещества принимают равной плотности его в жидком состоянии при той же температуре (как это впервые было допущено Поляни). Поскольку поверхность непорпстого стандартного адсорбента известна, то из величин адсорбированного объема вещества можно рассчитать среднюю статистическую толщину адсорбционного слоя I и представить ее как функцию plps В -методе допускается, что на адсорбенте с неизвестной удельной поверхностью одинаковой химической природы средняя статистическая толщина адсорбционного слоя при равных р р такова же, как и на адсорбенте с известной поверхностью. Это условие справедливо при приблизительном равенстве энергетических характеристик адсорбентов. Для всех таких адсорбентов должна существовать единая кривая = / (р/р.ч), что и подтвернадается большим количеством экспериментальных измерений [141, 142]. [c.71]

Для многих веществ, адсорбированных преимущественно на пористых материалах, Надь и Шай приводят толщину адсорбционного слоя, примерно равную диаметру молекулы. Корнфорд, Киплинг и Райт [188] тщательно исследовали адсорбцию ряда бинарных систем, далеких от идеальности, на непористых адсорбентах (саже сфзрон-6 и графитированной саже графой) с точно определенной поверхностью и обнаружили во всех случаях, что толщина адсорбционного слоя примерно равна диаметру молекулы (от 0,98 до 1,13 d). Термодинамический анализ условий применения метода Надя и Шая, произведенный Корнфордом, Киплингом и Райтом, показал, что постоянство n и n с измене-ем г в идеальных системах возможно только в исключительных случаях однако в системах, далеких от идеальности (к которым относятся большинство растворов твердых веществ и разнородных по строению жидких смесей, должна существовать область равновесных концентраций, в которой величины п и изменяются настолько незначительно, что с достаточным приближением этими изменениями практически можно пренебречь. [c.84]

В табл. 18 приводятся данные Силберберга для растворов анионного полистирола с узким молекулярно-весовым распределением для разных концентраций. Видно, что толщина адсорбционного слоя зависит от концентрации раствора и возрастает с молекулярным весом. Это можно рассматривать как подтверждение многослойной адсорбции. Большую роль в исследовании структуры адсорбционного слоя макромолекул на твердых поверхностях сыграла работа [611, в которой была изучена адсорбция полиэтиленгликолей молекулярного веса 6130 и 40 ООО из водных растворов и поливииил-пирролидона (мол. вес 38 ООО) из воды и метанола. В качестве адсорбента использовалось хромовое зеркало. Эллипсометрическим методом определены плотность и концентрация полимера в адсорбционном слое, откуда вычислялось количество полимера, сорбированного единицей поверхности. [c.94]

Довольно подробно была изучена адсорбция кислорода на силикагеле и других адсорбентах. Мы остановимся только на результатах, касающихся системы кислород — силикагель [5], где исключено химическое взаимодействие. Исследование показало, что магнитная восприимчивость существенно зависит от толщины адсорбционного слоя, причем в полимолеку-лярном слое осуществляется равновесие между ординарными (парамагнитными) молекулами О2 и диамагнитными димерами (02)2 кислорода. Вообще следует иметь в виду, что при исследовании адсорбции молекулярного кислорода на основании уменьшения парамагнетизма системы нельзя делать выводы о хемосорбционном механизме. Для суждения о механизме процесса необходимо выделить ту часть потери парамагнетизма, которая зависит от изменения равновесия в реакции ассоциации кислорода 2О2 (Оа)2. [c.209]

Параметрами пористой структуры адсорбентов переходпопористого или макропористого типов являются объем пор, удельная поверхность и распределение поверхности и объема по размерам пор [11]. Нет смысла останавливаться па методах определения общего объема пор, общеизвестных для адсорбентов рассматриваемых типов. Информация о распределении объема и поверхности пор обычно основывается на исследованиях капиллярных явлений — вдавливания ртути и капиллярной конденсации паров. Интерпретация опытных данных по вдавливанию ртути проще, так как вычисления не осложнены введением поправок на толщины адсорбционных слоев, как при капиллярной конденсации. [c.262]

И. В. Бакырджиев (Институт общей и неорганической химии Болгарской академии наук, София), Как подчеркивалось в статье М. М. Дубинина (стр. 251), адсорбенты переходно-пористого типа можно охарактеризовать удельной поверхностью и распределением их объема и поверхности по радиусам кривизны. Методы, применяемые для этой цели, основаны главным образом на капиллярной конденсации характеристики же, получаемые таким путем, являются некоторыми эффективными величинами. Форма пор задается обычно определенной моделью, а поправка на толщину адсорбционного слоя вводится эмпирически. [c.307]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология