Адсорбция газов и паров на пористых телах

Адсорбция представляет собой процесс поглощения газов, паров или жидкостей поверхностью пористых твердых тел — адсорбентов. [c.712]

Б. АДСОРБЦИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ НА ПОРИСТЫХ ТЕЛАХ [c.129]

В большинстве технологических процессов массообмена твердых тел и текучей среды структура твердой фазы представляет собой капиллярно-пористую систему (исключение составляют лишь процессы растворения чистых веществ и кристаллизации). Вещества, предназначенные для избирательной адсорбции паров (газов) или каких-либо компонентов из жидкой фазы (адсорбенты), специально приготовляют таким образом, чтобы они имели по возможности максимально развитую внутреннюю пористую структуру [15]. При экстрагировании растворяющиеся вещества извлекают из инертной пористой структуры твердого тела [16]. Материалы, подвергающиеся сушке, независимо от их природы также представляют собой капиллярно-пористые тела, в которых основное количество влаги заключено внутри объема пор [17, 18]. [c.32]

Адсорбция. Адсорбцией называют процесс избирательного поглощения компонента газа, пара или раствора поверхностью твердого тела — адсорбента. Для адсорбции применяют пористые тела, обладающие громадной поверхностью. В этом случае также различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). [c.290]

Расширение твердого тела при адсорбции. При поглощении газа или жидкости многие твердые тела заметно увеличивают свой объем. В определенных условиях адсорбция паров пористыми телами описывается определенным соотношением между относительным линейным расширением (выраженным в процентах) и поверхностным давлением адсорбированного вещества [93]. Последнее рассчитывается по изотерме адсорбции с помощью уравнения Гиббса. Как показано в разд. ТУ-б, [c.222]

Для микропор с их ограниченными размерами, соизмеримыми с размерами адсорбируемых молекул, представление о физической адсорбции в ее обычном смысле неприменимо. Разница заключается в том, что адсорбция в микропорах в отличие от адсорбции на обычных пористых телах сопровождается объемным заполнением их емкости в области малых равновесных давлений паров (газов). Кроме того, трудно допустить, что адсорбат, сконденсированный в микропорах, по своему состоянию и свойствам близок к объемной жидкости. Известно, что для осуществления упаковки молекул адсорбата, аналогичной упаковке их в объемной жидкости, ширина пор адсорбента должна составлять несколько молекулярных диаметров. Безусловно, данные условия вряд ли осуществимы в порах молекулярных размеров. [c.229]

При. адсорбции порошками или пористыми телами паров и газов при температуре ииже критической наблюдается, кроме [c.186]

Получение пористых тел и их некоторые характеристики были рассмотрены в разд. HI. Б, посвященном адсорбции газов и паров на пористых телах. Напомним только, что пористые тела можно представить как обращенные суспензии или порощки, а порошки и концентрированные суспензии в свою очередь, напрпмер, па фильтре, можно представить как пористые тела. В этом разделе обсуждается движение жидкостей и газов в порах и капиллярах пористых тел. Большинство закономерностей такого движения характерно и для порошков, шламов, осадков и других дисперсных систем. [c.231]

Ес.пи пористое твердое тело входит в контакт с газом или паром в изолированном сосуде, уменьшается давление газа и увеличивается вес твердого тела, так как газ поглощается пористым твердым телом. Эти изменения наступают обычно не мгновенно, а требуют некоторого времени, т. е. поглощение газов, так же как и адсорбция растворенных веществ пористыми адсорбентами, характеризуется определенной скоростью— равновесие наступает лишь по истечении некоторого времени. [c.72]

Г и а-эмпирич. постоянные, наз. константами Ленгмюра). Ур-ние Ленгмюра справедливо для пов-стей раздела жидкость-пар и жидкость - жидкость, а также в случаях адсорбции газа на твердых, в т. ч, пористых, телах. Определяемое по этому ур-нию значение П. а. является постоянной величиной для данного в-ва и данной границы раздела фаз. [c.584]

Влияние структуры пористого тела на адсорбцию. Практическое использование адсорбции газов и паров. ..... [c.4]

Адсорбцией называется поглощение газов, паров и жидкостей твердыми пористыми телами, носящими название а д-сорбентов адсорбируемое вещество, находящееся в газе или жидкости, называется адсорбтивом, а после его перехода в фазу адсорбента —адсорбатом. Используемые на практике адсорбенты обладаю-т сильно развитой внутренней поверхностью (до 1000 м г), образующейся путем специальной обработки или синтеза твердых материалов. [c.612]

Физическая адсорбция как способ откачки использована в форвакуумных адсорбционных насосах. Их работа основана на способности предварительно подвергнутых дегазации Пористых тел поглощать газы и пары путем физической адсорбции (без-масляная форвакуумная откачка). В отечественном насосе ЦВН-01 в качестве адсорбента использован цеолит 5А. Для охлаждения адсорбента на насос надевают сосуд Дьюара с жидким азотом, для регенерации адсорбента после откачки применяют нагрев насоса. Главными недостатками адсорбционных насосов являются большой рас-134 [c.134]

В формировании вторичных пор ПМС важным является не только упаковка первичных структур, па чем основывается моделирование структуры пористых тел, но и природа связи между первичными структурами, а также между элементами вторичной структуры [1]. Связь между составляющими вторичных структур сорбентов может изменяться в процессе адсорбции газов и паров. [c.72]

Количество адсорбционного газа сильно зависит от природы адсорбента. Чем более пористо твердое тело, т. е. чем больше его поверхность для данной массы вещества, тем больше адсорбционная сила (см. табл. 2, что же касается поведения паров, ю см. стр. 91, и последующие). Кристаллические вещества вообще обладают гораздо меньшей емкостью в смысле адсорбции, нежели аморфные твердые тела. [c.85]

Нами уже было отмечено, что адсорбция при высоких давлениях часто оказывается больше, чем можно было ожидать на основании низшей части адсорбционной кривой, и что это может быть объяснено массовой конденсацией жидкости как таковой. Зигмонди, Андерсен, Патрик и другие предположили, что адсорбция газов пористыми твердыми телами может быть следствием того, что упругость паров над изогнутой поверхностью ншдкости в капилляре меньше, чем над гладкой поверхностью) и что по ристые адсорбенты, как уголь или силикагель, состоят из большого числа крайне малЫх капилляров разной величины. Соотношение между радиусом г кривизны поверхности жидкости и упругостью ее иаров впервые выведено было Редеем [c.97]

Когда капиллярно-пористое тело контактирует с газом или паром, на стенках капилляров происходит адсорбция, в результате чего образуется пленка жидкости толщиной порядка 10 см. [c.432]

Проблема сорбции газов и паров поверхностью твердого тела имеет важнейшее значение для вакуумной техники, с одной стороны , из-за необходимости удаления газов и паров, находящихся на поверхности стенок вакуумных аппаратов с другой стороны, вследствие применения этого явления для откачки газов сорбционно-ионными насосами и различными геттерами. Термин сорбция объединяет понятие адсорбция — поглощение газа или пара поверхностью тела с образованием пленки толщиной порядка нескольких молекул — и абсорбция ,, или окклюзия, — проникновение газа в глубь твердого тела. Во многих случаях эти два процесса существуют совместно. Способность твердых веществ к поглощению газов и паров различна для разных веществ (табл. 9 и 10). Наибольшая способность к поглощению проявляется у пористых тел, так как они обладают большей удельной поверхностью. Под удельной поверхностью понимается величина поверхности единицы массы адсорбента. [c.30]

Адсорбция газов и паров па поверхности твердых тел также происходит в результате уменьшения свободной, поверхностной энергии. Ввиду трудности измерения поверхностного натяжения твердых тел, об адсорбции на них судят, непосредственно определяя количество адсорбированного вещества. Последнее тем больше, чем больше поверхность адсорбента. Поэтому для осуществления адсорбционных процессов весьма важно создание высокопористых адсорбентов с развитой внутренней поверхностью, которую характеризуют удельной поверхностью, т. е. поверхностью, приходящейся на 1 г сорбента. Важнейшими пористыми сорбентами являются активный уголь и силикагель. Поглощающая [c.311]

Получение пористых тел и их некоторые характеристики были рассмотрены в разд, 1П.Б, посвященном адсорбции газов и паров на пористых телах. Напомним, что пористые тела можно представить как обращенные суспензии или порошки, а порошки [c.271]

Адсорбцией называют процесс поглощения газов, паров или жидкостей поверхностью твердого тела, которое называется адсорбентом. Эффективными адсорбентами обычно являются вещества пористого строения. На практике в качестве адсорбентов применяются активированные угли, силикагель, отбеливающие земли (глины). [c.176]

Сорбентами называют твердые тела или жидкости, способные поглощать (сорбировать) большие количества газообразных, парообразных или растворенных веществ. Из числа разнообразных поглотителей в настоящем разделе описаны некоторые наиболее распространенные твердые сорбенты, называемые также адсорбентами (от слова адсорбция). Процесс адсорбции представляет собой переход вещества из газа, пара или жидкости в Твердый сорбент, на поверхности которого концентрируются молекулы поглощаемых веществ. Поглотительная способность твердых сорбентов обусловлена их пористой структурой, т. е. наличием огромного количества мельчайших пор (пустот), и соответственно огромной суммарной удельной поверхностью (обшая поверхность веществ в единице объема). [c.248]

Поглощение газов, паров и растворенных веществ поверхностью твердого тела называется адсорбцией. Адсорбционная способность твердых веществ зависит от их пористости, внутренней поверхности, доступной для адсорбируемого вещества. [c.365]

Адсорбция находит широкое применение для извлечения паров из газа или растворенного вещества из жидкости. Для этой цели применяют особый аппарат, названный адсорбером, действующий путем сгущения извлекаемых веществ на поверхности порошкообразного или пористого тела. [c.283]

Весьма информативными при исследовании структуры высокодисперсных и пористых тел являются адсорбционные методы (физическая адсорбция паров и газов, хемосорбция, капиллярная конденсация, адсорбция из растворов). Адсорбционные методы позволяют исследовать структуру пористых и высокодисперсных тел с порами от молекулярных размеров до 100 нм, определять объем микропор и переходных пор, удельную поверхность и ее распределение по размерам пор, размер преобладающих пор и другие характеристики. [c.31]

Адсорбцией называется процесс поглощения газа, пара или жидкости поверхностью пористых твердых тел (адсорбентов). Адсорбенты имеют огромное количество мелких пор (поверхность пор в 1 кг некоторых адсорбентов исчисляется сотнями тысяч м ). Упрощенно механизм адсорбции можно представить как взаимодействие между поверхностными молекулами адсорбента и молекулами адсорбируемого вещества. Под действием сил молекулярного сцепления на поверхности адсорбента образуется один или несколько слоев молекул адсорбируемого вещества. [c.76]

Принцип действия адсорбционных насосов основан на способности предварительно обезгаженных твердых пористых тел поглощать газы и пары в основном за счет физической адсорбции. [c.135]

В кннге описаны разнообразные методы исследования химии поверхности твердых тел, адсорбции газов, паров и растворенных веществ, а также газовой и молекулярной жидкостной (адсорбционной и ситовой) хроматографии. Наряду с вакуумными метода.ми измерения изотерм адсорбции рассмотрены калориметрические измерения теплот адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем, хроматографические, спектроскопические, радиоспектроскопические, масс-спектро-метрические, электронно-микроскопические и другие методы, позволяющие исследовать пористость и химическое строение поверхности адсорбентов, носителей, катализаторов и состояние адсорбированных молекул. Книга написана авторами, принимавшими непосредственное участие в разработке и применении описанных экспериментальных методов, и содержит много полезных практических советов, составленных на основе многолетнего опыта. Описания ряда новых методов содержат краткие изложения их теоретических основ. Большое внимание уделено анализу погрешностей измерений и конкретным примерам. [c.2]

Повидимому здесь имеют место одновременно и действие поверхности и капиллярные явления. Поверхность пористых тел привлекает и удерживает мопомолекулярный слой газов или паров, между тем как в капиллярных промежутках конденсируются пары углеводородов. В результате адсорбция паров протекает более энергично, нежели газов, потому что последние, находясь при температуре значительно более высокой, чем йх критическая температура, подвергаются только действию иоверхпости. [c.143]

Системы газ—твердое. Пористые твердые тела обладают способностью поглощать (сорбировать) газы, пары, жидкости или отдельные компоненты их смесей. При этом поглощаемые газы, пары и жидкости могут химически взаимодействовать с твердым веществом или не вступать с ним в реакцию. Во всех случаях между поглощаемой средой и поглотителем с течением времени устанавливается фазовое равновесие, т. е. поглотитель достигает в данных условиях предельного насыщения и процесс массообмена прекращается. Количество вещества, поглощаемое одним килограммом поглотителя по достижении равновесия (а кг/кг), зависит от природы поглотителя и поглощаемого вещества, концентрации последнего х (или от его парциального давления в случае парогазовой смеси) и от температуры процесса t. Кривая, выражающая зависимость а = f (х) при t = onst, носит название изотермы адсорбции, или линии фазового равновесия. [c.440]

Под сорбцией понимают поглощение газов, паров или растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями. При этом поглощаемые вещества называют сорбатами, а поглотители — сорбентами. Если при этом сорбат поглощается всем объемом сорбента, то процесс называют абсорбцией, а если он концентрируется на поверхности сорбента, то адсорбцией соответственно и сорбенты делятся на абсорбенты и адсорбенты. Чаще всего адсорбентами являются твердые тела с развитой поверхностью, в хроматографии широко применяют для этой цели силикагели, алюмогели, активные угли, молекулярные сита, пористые поли- 1ерные сорбенты. Жидкие поглотители (абсорбенты) сами по себе в аналитической хроматографии не используют, их обычно наносят на поверхность твердых материалов с относительно небольшой поверхностью, которые называют твердыми носителями. В этом случае наряду с абсорбцией и адсорбцией на поверхности жидкого поглотителя, называемого в хроматографии неподвижной фазой, может происходить адсорбция и на поверхности твердого носителя. Таким образом, в хроматографии применяют два основных типа сорбентов твердые адсорбенты и неподвижные фазы, нанесенные на твердый носитель. [c.29]

До 1905 года улавливание паров летучих растворителей из газо воздушных смесей в технике производилось методами конденсации, компрессии и абсорбции. В 1905 году английский изобретатель Ж. Дюар предложил новый метод рекуперации — метод адсорбции, поглощение паров растворителей из газовоздушных смесей твердыми поглотителями, гелем кремневой кислоты, окисью алюминия в чистом виде или в ввде смеси с углем. Отсутствие в то время производств, где применялись бы большие количества растворителей, а также производств по изготовлению высокоактивных пористых тел, не создали условий для развития этого метода, так как было нецелесообразно улавливать растворитель из ПВС с малой концентрацией. Только во время первой мировой войны, когда для изготовления военной продукции расходовали огромнейшие количества растворителей, появилась необходимость реасуперацйи паров растворителей из ПВС даже при весьма малых концентрациях. [c.31]

Вскоре стало ясно, что поглощаемый объем зависит и от сорта угля и от того, какой газ поглощается. Предположив, что адсорбционная способность твердого тела зависит от площади его доступной поверхности, де Соссюр [3] в 1814 г. выразил наш взгляд на это явление. А в 1843 г. Митчерлих [4] отметил особую роль угольных пор и предположил, что их диаметр в среднем должен составлять 10 мк. Он рассчитал, что двуокись углерода конденсируется в слоях толщиной 0,005 мм, причем ее плотность приближается к плотности жидкой двуокиси. Эти два фактора, удельная поверхность и пористость (или объем пор), действуют в явлениях адсорбции совместно, и не только на угле, но и на большом ряде других твердых тел. Поэтому измерения адсорбции газов и паров позволяют получить информацию относительно удельной поверхности и структуры пор твердого тела. Следующие главы посвящены детальному рассмотрению способов реализации этой возможности. [c.9]

В книге в общедоступной форме изложены теория и экспериментальные методы исследования физический адсорбции газов и паров на реальных адсорбентах. Особое внимание уделено структуре пористых тел и методам ее исследования. Дан критический анализ существующих способов определения удельной поверхности и структуры пор адсорбентов, кратко освещены их адсорбционные и каталитические свойства, характер и закономерности протекания диффузионных процессов и т. д. Рассмотрены вопросы адсорбции в микроиорах, изложена теория их объемного заполнения и предложен метод определения удельной поверхности микропористых адсорбентов. [c.2]

Величина адсорбции газа или пара зависит не только от его природы, но и от условий протекания процесса сорбции, в первую очередь от давления, температуры и структуры адсорбента. При прочих одинаковых условиях с повышением давления пара, как правило, увеличивается его адсорбция. Однако на разных участках адсорбционной изотермы это влияние сказывается неодинаково. Например, для непористых или микропористых адсорбентов оно сильно проявляется в области низких относительных давлений, в то время как для крупнопористых его действие ошутимо только при более высоких давлениях, близких к давлению насыщения. Характерно, что в области заполнения монослоя рост адсорбции замедляется с повышением давления, образуя на изотерме адсорбции пологий участок, величина которого зависит от внутренней структуры пористого тела. При дальнейшем повышении давления количество адсорбированного вещества увеличивается за счет полимолекулярной адсорбции, завершающейся в случае пористых тел капиллярной конденсацией. При этом характер адсорбционной изотермы, отражающей внутреннюю структуру твердых тел, дает возможность определить степень развития пор того или другого вида, установить структурный тип адсорбента, величину и природу его удельной поверхности. [c.144]

Капиллярная конденсация. При поглощении иаров (т. е. газов, находящихся нрн температуре ниже критической) пористыми телами, например углем, процесс адсорбции может привести к конденсации (сжижению) пара в капиллярах адсорбента. Этот процесс носит название капиллярной конденсащш она в первую очередь наблюдается у легко сжижаемых паров. Поглощение больших количеств паров объясняется капиллярной конденсацией. Например, 1 г угля может поглотить такие количества паров, которые в жидком состоянии занимают объем до 0,5 см В основном сорбтив конденсируется в капиллярах угля. [c.135]

Исчерпывающий обзор физической адсорбции газов и паров на твердых телах сделан Брунауэром [61]. Адсорбция газов на ксеро-гелях кремнезема в сильной степени зависит от удельной поверхности адсорбента, его пористости и распределения пор по размерам, а также от физической и химической природы адсорбата (обсуждение хемосорбции на твердых поверхностях см. в главе VIII). На рис. 23 приведена идеализированная изотерма физической адсорбции азота (при температуре его кипения) на крупнопористом силикагеле и изображены различные стадии насыщения геля жидкой фазой. [c.141]

Инженерные вопросы, связанные с проектированием и расчетом адсорбционных устройств, здесь не рассматриваются. Некоторые из этих вопросов изложены в книге Е. И. Сернионовой Промышленная адсорбция газов и паров , Госхимиздат, 1956, а также в книге Г. А. Аксельруда Теория диффузионного извлечения веществ из пористых тел , Львов, 1959 г. [c.4]

Адсорбция газов типа ван-дер-ваальсовой наиболее сильна при температурах ниже критической, или близких к ней, причём, чем легче газ конденсируется, тем лучше он сорбируется пористыми твёрдыми телами. Так, уголь сорбирует при комнатной температуре аммиак, углекислоту, сероуглерод и пары органических соединений гораздо легче и в значительно больших количествах, чем постоянные газы при температуре жидкого воздуха все газы, за исключением гелия и водорода, адсорбируются в больших количествах. Тесная связь между лёгкостью сжижения и адсорбцией этого типа, несомненно, объясняется тождественностью сил, участвующих в этих процессах. Эти силы притяжения, повидимому, обусловлены взаимодействием постоянных диполей или возникновением временных диполей в смежных молекулах вследствие систематических флуктуаций электронного облака подробное обсуждение природы этих сил выходит за пределы рассматриваемых здесь вопросов 4 [c.335]

Адсорбция силикатами. В качестве адсорбента большое техническое значение имеет силикагель. Готовят силикагель путем медленного высушивания геля Н45104 и последующего прокаливания его при 700° С до полного удаления воды. В результате образуется пористое тело, обладающее большой адсорбирующей поверхностью. Поверхность 1 г силикагеля 500 м . Специфическая его особенность — гидрофильность поверхности, которая легко поглощает не только воду из растворов, но и водяной пар. Силикагель с успехом применяется как осушающее вещество при обезвоживании газов и органических веществ. Из водных растворов он сравнительно слабо поглощает поверхностно-активные вещества, так как в этом случае в основном поглощается вода. Совершенно иначе ведет себя силикагель в неводных растворах. Он адсорбирует в значительных количествах полярные вещества. Особенно хорошо адсорбируются кремнийорганические соединения и спирты. Кремнийорганические соединения и спирты, содержащие 10 и более атомов, адсорбируясь, образуют гидрофобную поверхность, не смачиваемую водой. [c.214]