Адсорбенты эффективные радиусы пор

К основным видам промышленных адсорбентов с заданной пористой структурой относят активные угли, силикагели, активный оксид алюминия, цеолиты (природные и синтетические), пористые стекла, природные глинистые материалы, а также смешанные адсорбенты. Адсорбенты классифицируют в зависимости от размеров пор микро- (эффективный радиус от 0,5 до 1,0 нм), мезо- (эффективный радиус от 1,5 до 100-200 нм) и макропоры (эффективный радиус более 100-200 нм). К важным характеристикам адсорбентов относят также величину удельной поверхности (от долей до нескольких сотен м /г) и суммарный объем пор (см /г). [c.42]

В зависимости от структурного типа адсорбента его адсорбирующие поры (поры, на долю которых приходится основная часть удельной поверхности 200—900 л /г) могут быть разных размеров от тонких пор молекулярных размеров (микропор) до переходных в случае однородно- и крупнопористых адсорбентов. Эффективные радиусы микропор, вероятно, не превышают 10 А. В поперечнике такой поры или щели уложатся 4—5 молекул воды. Если две из них будут соответствовать мономолекулярным слоям, то в остающемся пространстве в 2—3 диаметра молекулы возникновение вогнутого мениска жидкости лишено физического смысла [3.5]. Площадь молекулы ацетона 44 А , следовательно, диаметр молекулы ацетона равен 7,5А,, т. е. соизмерим с диаметром радиуса микропоры. Таким образом, микропоры являются адсорбирующими порами в первичном адсорбционном процессе. Высказанные соображения свидетельствуют о нереальности капиллярной конденсации паров ацетона в микропорах. [c.136]

Переходные поры. Эффективные радиусы более крупных — переходных нор — много больше размеров адсорбируемых молекул. Они колеблются примерно от 15 до 1000—2000 А. Стенки таких, уже относительно крупных, пор образованы очень большим числом атомов или молекул вещества адсорбента для этого [c.30]

Макропоры. Наконец, самые крупные поры адсорбентов — макропоры — имеют эффективные радиусы больше 1000—2000 А. Их удельная поверхность очень мала — от 0,5 до 2 м /г, вследствие чего адсорбцией на поверхности пор этого типа практически можно пренебречь. Объем макропор у активных углей составляет от 0,2 до 0,8 см /г. В крупных порах капиллярная конденсация не происходит, и единственным методом оценки их объема и кривой распределения пор по размерам является метод ртутной порометрии. Макропоры играют роль крупных транспортных артерий в зернах адсорбентов. [c.31]

Уравнение распределения дифференциального объема пор по значениям эффективных радиусов для эквивалентного модельного адсорбента выразится [c.58]

На рис. 2,23 представлены структурная кривая адсорбента, определенная на основании данных ртутной порометрии, и кривая распределения пор этого адсорбента по значениям эффективных радиусов, полученная дифференцированием структурной кривой. [c.61]

Эффективные радиусы наиболее крупных пор адсорбентов — макропор превышают 0,2-10- м, удельная их поверхность составляет (0,5 4-2)-10 м /кг. В основном они служат для транспортировки вещества к более мелким порам. Эффективные радиусы переходных пор находятся в пределах l,5 10 —2-10 м, удельная поверхность составляет (10 400)-10 м кг. На ней последовательно протекают моно- и полимолекулярная адсорбция и капиллярная конденсация. [c.171]

Эффективные радиусы микропор (г < 1,5-10- м) соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул. Они заполняются целевым компонентом объемно (поскольку во всем их объеме существует адсорбционное поле) и играют определяющую роль в процессе адсорбции. Поэтому основной характеристикой микропористого адсорбента является объем микропор единицы его массы, который обычно не превышает 0,5-10- м /кг, а не удельная поверхность. [c.171]

Пористые материалы классифицируются не только по геометрии пор, но и по их размерам. Существует ряд классификаций именно по этому признаку 51 ]. Деление, предлагаемое тем или иным автором, является чисто условным. Так, М. М. Дубинин определяет три типа пор макропоры, для которых нижний предел радиуса кривизны можно принять 100—120 нм (1000—1200 А) переходные поры, у которых эффективный радиус кривизны лежит в пределах от 120 до 1,5 нм и, наконец, микропоры с радиусом менее 1,5 нм [68]. А. В. Киселев основными признаками для отнесения адсорбентов к тому или иному типу структуры считает характеризующие их изотермы адсорбции всего же выделено четыре типа [69]. И. Е. Неймарк расширяет классификацию Киселева до пяти типов, вводя уточнение в виде подгрупп с их характеристикой [51, 65]. [c.62]

Эти методь позволяют определять размер и объем пор, построить кривую распределения объема по их эффективным радиусам и рассчитать удельную поверхность адсорбента. [c.129]

Таким образом, для мелкопористых сорбентов, для которых формальный расчет приводит к величинам эффективных радиусов г С 15 А, 5 5, значительная доля объема пор в общем сорбционном объеме представлена микропора-ми. Удельная поверхность скелета таких сорбентов, вычисленная по методу БЭТ или другому, а также кривая распределения объемов пор по размерам, являющаяся типичной характеристикой переходных пор, теряют физический смысл и совершенно не дают представления об адсорбционных свойствах мелкопористых минеральных адсорбентов. Для характеристики их адсорбционных свойств необходимо знать объемы различных разновидностей пор и константы уравнения теории объемного заполнения. [c.134]

Как видно из данных табл. 10.63, коэффициент селективности при сорбции золота зависит от степени активирования, а таюке от природы связующего. С ростом обгара происходит развитие суммарного объема пор в основном за счет микропористости, а также увеличиваются эффективные радиусы пор. При одной и той же величине обгара адсорбенты, полученные с использованием тяжелой фракции сланцевой смолы, имеют значительно б6ш>шую селективность по извлечению золота, которая существенно возрастает с увеличением обгара, так как эта фракция в своем составе содержит большее количество гетероатомов. Образец с обгаром 43 % получен из шихты, представляющей собой смесь [c.591]

Из данных, приведенных в табл. 4, следует, что значения эффективных радиусов нор зависят от природы применяемого при адсорбции пара. Чем хуже адсорбат смачивает поверхность адсорбента, тем выше значения эффективного радиуса пор. Следовательно, для определения г адсорбционным методом необходимо выбирать такой адсорбат, который хорошо смачивал бы поверхность адсорбента. [c.33]

Соизмеримость размеров микропор и адсорбируемых молекул приводит к представлению о том, что система адсорбированное вещество (адсорбат) — адсорбент по своему характеру более близка к однофазной системе. Поэтому макроскопическое представление о поверхности микропористого адсорбента теряет физический смысл. Типичными представителями микропористых адсорбентов являются цеолиты и большинство активных углей, для которых эквивалентные (эффективные) радиусы микропор обычно не превышают 0,6 — 0,7 нм. Наглядной молекулярной моделью адсорбции является объемное заполнение микропор, т. е. пространства, в котором существует поле адсорбционных сил [1, 2]. Основы теории адсорбции в микропорах изложены в работах [3, 4]. [c.105]

Другим способом достижения развитой поверхности является увеличение пористости материалов. В промышленной практике пористость материалов может быть увеличена термическими, механическими, химическими и другими методами. Пористость адсорбентов характеризуют показателем их плотности. Различают истинную, кажущуюся и насыпную плотность адсорбента. Под истинной плотностью понимают массу единицы объема плотного материала (без учета пор). Кажущаяся плотность это масса единицы объема пористого материала. Насыпная плотность представляет собой массу единицы объема свободно лежащего слоя адсорбента, включая объем пор собственно в адсорбенте и в промежутках между частицами адсорбента. Пористые адсорбенты могут иметь макропоры, переходные поры и микропоры. Макропоры имеют средние радиусы в пределах 1000...2000 А (А = м) и удельную поверхность (поверхность, отнесенную к единице массы адсорбента) 0,5...2 м /г. Малая величина удельной поверхности свидетельствует о том, что макропоры не играют заметной роли в величине адсорбции, однако они являются транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы проникают в глубь гранул адсорбента. Переходные поры имеют эффективные радиусы в интервале от 15... 16 до 1000...2000 А, что значительно превышает размеры обычно адсорбируемых молекул. Удельные поверхности переходных пор могут достигать 40 м /т. Переходные поры заполняются полностью при достаточно высоких парциальных давлениях пара сорбируемого компонента. Средние радиусы микропор находятся в области ниже 15... 16 А. По раз- [c.88]

Таким образом, пористые адсорбенты должны быть охарактеризованы по меньшей мере четырьмя параметрами — суммарным объемом всех пор и объемами макро-, переходных и микропор. Более детальная характеристика пористой структуры адсорбентов требует сведений о распределении объема каждой из этих основных групп пор по их эффективным радиусам. [c.73]

Повышенная сорбционная способность является следствием природы исходного сырья в составе сополиконденсатов, которые имеют высокое содержание гетероатомов как исходных, так и появляющихся в процессе термического окисления. С другой стороны, с увеличением обгара происходит развитие суммарного объема пор, в основном за счет микропористости, увеличиваются эффективные радиусы пор или входы в них, что способствует не только улучшению кинетики сорбции, но и повышает степень использования слоя адсорбента вследствие развития поверхности пор. Известно, что адсорбенты, полученные из ископаемых углей, имеют высокую зольность (до 13-15 %). Их обеззоливание достигается многократным кипячением в концентрированных кислотах. Наиболее низкозольный дробленый адсорбент 2 подвергают однократному обеззоливанию 6 н. НС1 с последующей отмывкой разбавленной 0,5 н. НС1 до отрицательной реакции на железо. Эффективность сорбции определяют по степени очистки водных растворов красителей различных концентраций, которые моделировали низкомолекулярные (метиленовый голубой М-319,8 дальтон) и среднемолекулярные (бенгальский розовый М-1018 дальтон) вещества. Степень очистки от бенгальского розового красителя составила 65-70 %, от метиленового голубого — 75-78 %. [c.608]

По признаку размеров пор, в основном определяющих механизм происходящих в них адсорбционных и капиллярных явлений, норы адсорбентов целесообразно разделить на следующие три основные разновидности, наиболее ярко выраженные в пористых углеродных адсорбентах, обладающих полимодальным распределением объема пор по эффективным радиусам [3, 4]. [c.253]

Независимый метод рассеивания рентгеновских лучей под малыми углами позволяет непосредственно оценить эффективные радиусы микропор (радиусы инерции) и их относительный объем [9, 10]. Данные по адсорбции и малоугловому рассеянию для углеродных адсорбентов находятся в хорошем соответствии друг с другом [9, 10]. [c.253]

Расчет имеет общее значение, когда поры адсорбента не имеют сужений или же являются бутылкообразными. В таком случае определяемый радиус пор отвечает сужению или горлу пор, а объем вдавленной ртути — объему их полостей, и поэтому кривая распределения становится условной характеристикой пористой структуры. Если по (2) воспользоваться эффективным радиусом пор, то кривая распределения будет соответствовать эквивалентному модельному адсорбенту с цилиндрическими порами [33]. Заметим, что в рассматриваемом случае вычисления по (16) также отвечают эквивалентному модельному, а не реальному адсорбенту. [c.262]

Наиболее систематическое исследование зависимости характера адсорбции от размеров пор адсорбента выполнено М. М. Дубининым и его сотрудниками. На основании этих ра-бог все поры углеродных адсорбентов можно разделить на три группы по величине их эффективного радиуса (эффективный радиус равен удвоенному отношению площади нормального се-4L HHH поры к ее периметру). Макропоры в соответствии с этой классификацией имеют эффективный радиус, превышающий 100,0 пм. Поры, имеющие эффективные радиусы от 100,0 до 15—16 им, являются переходными. Поры с эффективным радиусом менее 1,5 нм иредставляют собой микропоры, и к адсорбентам, для которых характерна микропористость, применение понятия удельной поверхности уже необосновано. В дальнейшем, однако, пришлось более детально рассмотреть свойства структур адсорбентов, эффективный радиус пор которых менее 1,5 нм. Де-Бур с соавторами [5] выделили из o6rriero количества пор с радиусом менее 1,5—1,6 нм группу субмик-ропор радиусом 0,7 нм. В плоскости сечения таких пор может разместиться не более двух молекул (имеются в виду мо- [c.75]

Макропоры — самые крупные поры адсорбентов (эффективный радиус более 100-200 нм). Удельная поверхность таких пор мала — от 0,5 до 2 м /г, вследствие чего адсорбцией на поверхности пор такого тина можно практически пренебречь. В крупных порах капиллярная конденсация не происходит. Макроиоры играют роль крупных транспортных артерий в зернах адсорбентов. [c.251]

Характерные изотермы для указанных четырех структурных типов приведены на рис. 41. Отдельные типы этих структур иногда подразделяют на подтипы. Так, И. Е. Неймарк расширил и дополнил классификацию А. В. Киселева, исходя из изотерм, полученных для синтезированных им и его сотрудниками различных по структуре силикагелей. Он выделил силикагели, проявляющие эффект ультрапористости, в отдельную подгруппу третьего структурного типа. Силикагели с эффективными радиусами 20—30 А, у которых изотермы адсорбции резко повышаются при средних относительных давлениях, отнесены к однородно-среднепористым. Силикагели смешанного типа, у которых наряду с большим количеством мелких однородных пор имеется также большой объем однородных крупных пор, должны быть выделены в отдельную подгруппу этой группы. Кроме того, адсорбенты чет- [c.124]

Капиллярную конденсацию используют для определения размеров пор адсорбента. По ур-нию (22) для каждого значения p/ps вычисляют радиус кривизны мениска. Из него, учитывая толщину адсорбц. слоя (напр., по г-кривой), форму переходной области от слоя к мениску и зависимость ст от кривизны при очень малых г, находят линейный размер (эффективный радиус г г) пор, заполняемых при данном p/ps. Объем таких пор определяют по приросту А. в этой точке изотермы. Используя полученные данные, строят кривую распределения объема пор по их радиусам. Метод применим при > 1,5 нм. Обычно расчет ведут по десорбц. ветви изотермы, но более строгая совр. теория требует для построения кривой учета обеих ветвей. [c.41]

Микропоры. Наиболее мелкие поры — микро-поры — имеют размеры, соизмеримые с адсорбируемыми молекулами. По данным рентгеновского метода, их эффективные радиусы (см. стр. 55) преимущественно находятся в интервале от 5 до 10 А [2]. В качестве верхней границы размера микропор принимают радиус 15 А. Суммарный объем микропор пр(. .шшленных адсорбентов обычно не превышает 0,5 см /г. [c.29]

Уравнение Кельвина предложено для случая, когда мениск жидкости немеет сферическую форму. Для промышленных адсорбентов характерны поры самой различной конфигурации. Каждой конфигурации нор соответствует своя форма меппска. Б связи с этим результаты вычислений на основании опытов капиллярной конденсации пара отвечают не реальному адсорбенту, а эквивалентному модельному адсорбенту с условно принятой формой пор, для которого десорбционная ветвь изотермы капиллярной конденсации совпадает с соответствующей кривой для реального адсорбента. Обычно за основу принимаются эквивалентные модельные адсорбенты с цилиндрическими порами. Вычисляемые для них радиусы являются эффективными величинамп [34, 35]. Структурная кривая и кривая распределения объема пор по значеппям эффективных радиусов для силикагеля представлена на рис. 2,20. [c.55]

Промышленными адсорбентами являются пористые твердые тела, имеющие большую удельную поверхность, т. е. величину поверхности, приходящуюся на единицу массы (м /г) или единицу объема (м /см ) адсорбента. По размеру пор различают микро-, переходные и макропоры. Микропоры имеют эффективные радиусы в пределах от 0,5 до 1,5 нм (соизмеримые с молекулами адсорбируемых веществ). Те же размеры имеют обычно простенки между соседними порами, поэтому все молекулы адсорбента и поглощенного вещества во всем пространстве микропор находятся во взаимодействии. Так как процесс адсорбции сводится к заполнению микропор адсорбатом, то основным параметром является их объем. Переходные поры (эффективные радиусы от 1,5—200 нм) представляют собой как бы каналы, транспортирующие адсорбируемое вещество к микропо-рам. В этих порах адсорбционные силы проявляются не во всем объеме, а лишь на небольшом расстоянии от стенок, поэтому характеристическими параметрами являются, помимо объема, удельная поверхность пор (м г) и их распределение по размерам. Макропоры (эффективные радиусы выше 200 нм) имеют очень небольшую удельную поверхность (порядка 0,5—2 м г), поэтому адсорбцией на их поверхности можно пренебречь они играют роль подводящих каналов к переходным порам и микропорам. Относительные объемы и удельные поверхности каждого из трех указанных видов пор обусловлены природой адсорбента. В зависимости от преобладания того или иного вида пор различают адсорбенты микропористые, переходно-пористые и макропористые. [c.614]

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]

Применив современные методы исследования пористой структуры адсорбентов, Слинякова и Неймарк [122] установили, что промывка щелочного геля подкисленной водой, в отличие от щелочной, формирует силикагель с высокоразвитой удельной поверхностью. Как видно из табл. 5 и рис. 6, полученные образцы обладают близкими величинами объемов пор, но разным характером распределения их по величинам эффективных радиусов. Изотермы адсорбции паров метилового спирта на силикагелях, полученных из гелей, промытых подкисленной водой, расположены выше в области низких относительных давлений адсор- [c.34]

Силикагели 82 и 84, у которых развиты мелкие поры, относятся к подгруппе смешанной структуры. Для них характерен большой объем адсорбционного пространства (рис. 36, в) и, следовательно, некоторые черты мелкопорн-стых адсорбентов, например медленное достижение равновесия в области малых относительных давлений и др. Поверхности скелета и адсорбционной пленки не равны (5 > 5 ). Кривая распределения объема пор по их эффективным радиусам сильно размыта. [c.120]

Таким образом, адсорбционные методы позволяют рассчитывать константы характеристических уравнений, размеры мелких пор на основании их доступности для адсорбции молекул разного размера, поры диаметром от 10— 15 до 200 А, и построить кривую распределения объема пор по их эффективным радиусам. При помощи адсорбционных методов можно определить удельные поверхности адсорбентов. Однако адсорбционно-структурный метод имеет ряд ограничений. Так, при помощи этого метода невозможно вычислить поры молекулярных размеров, а также поры размером выше 200 А. Последние ограничения восполняются электронномикроскопическим и порометрическнм методами. [c.145]

Для адсорбентов, полученньгх с использованием древесной смолы, характерно наличие максимума при эффективном радиусе 400 нм. С введением сополиконденсата значительно уменьшается величина максимума, а при содержании сополиконденсата 75 % наибольшую часть составляют поры с эффективным радиусом 230 нм. [c.614]

В адсорбентах, характеризующихся нолимодальным распределением объема пор по эффективным радиусам, например, для активных углей, имеются три разновидности нор микропоры, мезоноры и макропоры, Для равновесной сорбции имеют значение только две первые разновидности пор, так как адсорбцией на поверхности макропор можно пренеберечь из-за их малой удельной поверхности, поэтому = Vмш + ме, где ь ми и Уме—объем микро- и мезопор соответственно. При малых относительных давлениях происходит объемное заполнение микропор. В области более высоких давлений протекает процесс капиллярной конденсации наров в мезопорах, также приводящий к объемному заполнению этой разновидности пор сжиженным паром [44], [c.31]

В адсорбционном монослое так же, как при адсорбции крупнопористыми и непористыми адсорбентами. В соответствии с этим Д. П. Тимофеев считает, что энергетический принцип, положенный Б. П. Берингом и В. В. Серпипским в основу классификации пористости адсорбентов, является неверным. Для упаковки молекул с г > 4 А в полостях цеолитов А и X, имеющих эффективный диаметр примерно 12 А, расчеты показывают, что все адсорбированные молекулы должны находиться в монослое, а для дополнительной объемной сорбции молекул в полостях цеолитов не остается места. По подсчетам Гольдмана и Поляни [147], выполненным еще в 1928 г., при полном адсорбционном заполнении пор активного угля на долю монослоя приходится до 60—80% адсорбционного объема, что согласуется в общем с расчетами Д. П. Тимофеева. Действительно, при упаковке молекул адсорбата с диаметро м 5—6 А в объеме микропор, имеющих эффективный радиус 5—7 А, отношение / /г<С 3 т. е. в наиболее характерном случае адсорбции микронорами существование дополнительно адсорбированных объемно молекул является маловероятным и едва ли может быть положено в основу теории адсорбции микропористыми адсорбентами. [c.58]

Методы второй группы позволяют определить не собственно удельную поверхность адсорбента, а удельную поверхность адсорбционной пленки. Для непористых и относительно крупнопористых адсорбентов (макро- и переходнопористых с эффективными радиусами пор не менее 30—40 А) удельные поверхности практически совпадают. Основная идея этих методов заключается в непосредственном определении или вычислении из экспериментальных изотерм изменений энтальпии или свободной энергии в результате исчезновения поверхности адсорбционной пленки при с та-чивании жидкостью или объемном заполнении пор по механизму капиллярной конденсации. В принципе эти методы применимы для непористых, макропористых и переходнопористых адсорбентов, для которых понятие об адсорбционном слое имеет физический смысл. [c.258]

Удельная поверхность макропор и переходных пор адсорбентов может быть определена из опытов по вдавливанию ртути (в последнем случае вплоть до нижнего значения эффективного радиуса, зависящего от максимального гидростатического давления, достижимого на норометриче-ской установке). Приращение объема заполняющей поры адсорбента ртути от У до F АУ соответствует гидравлическому радиусу пор [c.260]

В работе [40] впервые дан метод вычисления удельной поверхности и рассмотрен путь построения интегральной и дифференциальной кривых распределения. Основной особенностью упомянутых исследований являлось вычисление распределений для цилиндрических или щелевидных [48] пор, т. е. по существу для эквивалентных модельных адсорбентов [33]. Расчеты зарубежных авторов обычно характеризовались излишней геометрической деталировкой и некритическим распространением на область микропор, вплоть до кельвиновских радиусов в 5—7 А, когда представление о мениске жидкости теряет всякий физический смысл., В работах [5, 6, 33] было показано, что капиллярно-конденсационные расчеты физически оправданы до нижней границы применимости уравнения Кельвина, отвечающей эффективному радиусу пор в 15—16 А. Соответствующие характеристические относительные давления были приведены на стр. 259. [c.263]

Активные угли, полученные активированием менее однородных органических материалов — антрацитов и тощих углей, а также мелкопористые ксерогели, например силикагели, имеют более сложные микропористые структуры, которые могут быть сведены к наличию в адсорбенте двух микропористых структур, отличающихся по размерам преобладающих пор [12, 57, 58]. Их параметрами служат константы В и Во двухчленного уравнения адсорбции теории объемного заполнения микропор. По данным малоуглового рентгеновского метода, для микропор активных углей первой структуры эффективные радиусы микропор колеблются от 5,5 до 7 А, а для второй — от 10 до 14 А [10]. Заметим, что как А1елкие, так и более крупные микропоры объемно заполняются при адсорбции паров до начала капиллярной конденсации в переходных порах. Для мелкопористых силикагелей с размерами глобул 50—85 А характерно распределение числа глобул по координационным числам, которые только в усредненном виде выражаются обычно оцениваедтым одним координационным числом. Легко показать оценочным расчетом, что в местах случайных плотных упаковок глобул с локальными координационными числами 8 и большими, образуются промежутки между контактирующими глобулами с размерами, типичными для микропор. Другими словами, часть обш,е-го сорбционного объема ксерогелей может принадлежать микропорам. [c.267]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология