Особенности адсорбции цеолитами воды

Адсорбция воды на цеолитах имеет ряд характерных особенностей. На рис. 18,1 представлены изотермы адсорбции паров воды на различных типах цеолитов общего назначения. Ранее приводились изотермы на цеолите СаА (см. стр. 33)-Для всех цеолитов характерен очень крутой подъем изотерм- в области малых концентраций паров воды. Адсорбционная способность цеолитов при обычных температурах уже при давлении (130— [c.369]

Как уже отмечалось, особенностью цеолитов является то, что они обладают молекулярно-ситовым действием. На рис. 9 приведены изотермы адсорбции паров воды и бензола цеолитом СаА, которые показывают, что цеолит хорошо адсорбирует воду и практически не адсорбирует бензол, так как размер его молекулы 6 А) превышает диам,етр входного окна данного цеолита. [c.19]

Для более глубокого исследования адсорбции воды в цеолите в общем случае недостаточно знания структурных параметров полостей цеолитов. Особенно это касается дефектов решетки, таких, как льюисовские и бренстедовские центры, которые не определяются из рентгеновских данных, но имеют решающее значение для сорбционных и каталитических свойств цеолитов. [c.40]

На молекулярную адсорбцию влияют также, хотя и слабее, многие другие факторы. Молекулы с большим дипольным моментом, особенно-вода, так сильно взаимодействуют с катионами, что образуют прочные комплексы. Некоторые катионы при этом меняют свое положение и могут блокировать окна. Молекулы воды могут расщепляться на гидроксил и протон, присоединяющийся к кислороду каркаса. Предварительная адсорбция небольшого количества полярных молекул может сильно влиять на последующую сорбцию неполярных молекул. В условиях равновесия цеолит адсорбирует из смеси газов большее количество того вещества, теплота адсорбции которого больше. Обычно для цеолитов с большим содержанием алюминия вследствие электростатических взаимодействий теплота адсорбции выше у более полярных и более легко поляризуемых молекул. Например, вода адсорбируется сильнее, чем ненасыщенные органические молекулы, а те в свою очередь сильнее, чем насыщенные. [c.92]

Основной и, по-видимому, наиболее важной особенностью структуры цеолитов является система внутрикристаллических пор и полостей, в которых легко происходит окклюзия и высвобождение малых молекул, в результате чего цеолит проявляет способность к адсорбции и десорбции. Внутрикристаллические полости синтезированных цеолитов заполнены водой, удалить которую можно дегидратацией. В отличие от структур других гидратированных солей цеолитная структура после дегидратации сохраняется в первоначальном виде, ВОЗМОЖНЫ лишь незначительные смещения ионов каркаса. Стабильность безводного цеолитного кристалла обусловлена особенностями его структуры трехмерный анионный каркас построен из тетраэдров 8104 и АЮ4, взаимосвязанных посредством прочных мостиков 81-0-81 и 81-0-А1. Благодаря упорядоченному распределению каналов и полостей по всему объему кристаллита образуется регулярная пористая структура цеолитов. С наличием этих пор и полостей в каркасе безводного цеолита, имеющих размеры несколько ангстрем, связаны хорошо известные молекулярно-ситовые свойства цеолита. [c.398]

Эти адсорбированные на цеолите соединения в процессе реакции могут удаляться с них либо путем нагрева, либо вытеснения, например, влагой. Так как вода вызывает немедленное удаление из цеолитов-носителей ( нагруженных цеолитов ) адсорбированных соединений, то они не могут использоваться при реакциях в водных растворах. Особенно удобно использовать цеолиты-носители для адсорбции летучих, токсичных или пахучих соединений и выделения их в нужный момент целиком или частично. Цеолиты могут использоваться как носители аминов, эфиров, спиртов, альдегидов, кето-нов, ангидридов, перекисей, органических кислот, металлоорганических соединений, галоидов, кислых газов, душистых веществ и др. [c.129]

При жидкофазном разделении бензолсодержащих углеводородных смесей мы наблюдали [6], что введение в цеолит катионов переходных металлов понижает их избирательность по отношению к бензолу. Для выяснения особенностей адсорбции углеводородов различными ионообменными формами цеолита типа. X [6] изучен ядерный магнитный резонанс протонов бензола и н-гексана, адсорбированных на цеолитах NaX, GoNaX и NiNaX. Молекулы этих адсорба-тов обладают близкими размерами и близкими величинами общей поляризуемости, но сильно отличаются по распределению электронной плотности. Критический диаметр молекул бензола 5,6 А, н-гексана — 4,9 А. Большие (адсорбционные) полости цеолитов типа NaX имеют объем 881 А и могут вместить 30 молекул воды, 5,4 молекулы бензола, 3,8 молекулы к-гексана [3,1]. [c.199]

Ф. М. Бобонич (Институт физической химии им. Л. В. Писаржев-ского АН УССР, Киев). Особенности изменения энергии взаимодействия адсорбента с адсорбатом в зависимости от величины адсорбции, как отмечено в докладе А. А. Исирикяна, могут быть выявлены на основании изотерм или дифференциальных теплот адсорбции. В случае системы цеолит—вода наличие и количество молекул воды в адсорбентах, различающихся энергией адсорбции, можно установить также по данным дериватографического анализа воздушносухого цеолита. С этой целью кривую потери массы образцом (ТГ-кривую) необходимо построить в координатах In 1п 0, пАГ, где 0 = Лото/(Д о Д ) i — изменение температуры цеолита в процессе его программированного нагревания — потеря массы образцом после повышения его температуры до 1000 С Ат —, соответ- [c.49]

Расшифровку особенностей адсорбции на цеолитах выполнил английский физико-химик Баррер. Из работ Баррера, а затем и других ученых, следовало, что кристаллы цеолитов имеют дкесткую упорядоченную трехмерную решетку. Чередование атомов алюминия, кремния и кислорода в ней образует ажурный остов, ячейки-полости которого сообщаются между собой и заполнены водой (рис. 8). В вершинах октаэдров / расположены структурообразующие атомы. Ребра октаэдров и призм 2 — это условное изображение связей, соединяющих атомы отдельных октаэдров. Полости 3 в исходном цеолите заполнены водой. После удаления воды, например в результате ншрева, полости освобождаются и становятся пригодными для адсорбции многих молекул. [c.17]

На рис. 4 видны три релаксационных максимума величины в", которые обладают следующими особенностями. Максимумы, обозначенные / и II, растут с увеличением адсорбции воды в цеолите максимум III, наоборот, уменьшается. Высота максимума I больше максимума II. Энергия активации для процесса поляризации в случае I приблизительно в 2 раза больше, чем в случае II (17 и 8,4 ккал/молъ соответственно в сравнимых условиях). Энергия активации для процесса 7 при величине адсорбции воды на цеолите NaA, равной 5,2, 20,8, 32,6 и 43,0%, составляет соответственно 12,1, 15,0, 18,2 и 22,8 ккал/молъ. [c.240]

Все цеолиты типа Y со щелочными катионами, кроме цезиевой формы, при адсорбции воды дают более простые спектры, чем цеолиты Y со щелочноземельными катионами. Цеолит ВаУ по свойствам оказался близким цеолитам со щелочными катионами, особенно цезиевой форме. При адсорбции воды дегидратированным образцом в спектре цеолита BaY наблюдаются сравнительно узкая полоса при 3680 см и широкие полосы при 3500 и 3260 см . Эти полосы исчезают из спектра в процессе вакуумирования образца при 300° С, и новых структурных гидроксильных групп не появляется. В отличие от других цеолитов со щелочноземельными катионами бариевая форма не способна вызвать существенную диссоциацию адсорбированных молекул воды. Более сложная картина наблюдается при адсорбции воды дегидратированными цеолитами Mg-, Са- и SrY. В спектре воды, реадсорбированной на цеолите aY, после вакуумирования при температуре ниже 100° С наблюдаются полосы при 3690, 3640, 3580 и широкая полоса между 3550 и 3400 см . При нагревании до 200°С интенсивность полосы при 3690 см резко снижается, а интенсивность полосы при 3640 см увеличивается. Вакуумирование при 470° С приводит к восстановлению спектра, характерного для исходного цеолита. [c.229]

Адсорбенты типа цеолитов легко обменивают входящие в их структуру ионы натрия на растворенные катионы. Этим широко пользуются для очистки воды от солей, в частности, — для уменьшения ее жесткости. Если, после обмена, пропустить через цеолит раствор хлористого натрия, то происходит обратный процесс адсорбции Na и вытеснения катиона в раствор. Так как разные катионы, в том числе и изотопные, имеют различные величины коэффициента распределения между цеолитом и раствором, то этим путем может быть достигнуто их частичное разделение. Например, отношение Li /Li в цеолите, погруженном в раствор Na I, после достижения равновесия в 1,022 раза больше в первом, чем во втором. Если теперь цеолит омывать раствором Na I, то он десорбирует Li , обогащенный на 2,2% легким изотопом. Для такого хроматографического разделения можно в принципе применить такой же непрерывный процесс с противотоком, как в фракционной колонке. Однако в этом случае технически трудно создать противотоки обеих фаз, для чего нужно было бы перемещать насадку цеолита вдоль колонки. Вместо этого процесс ведут, чередуя пропускание через колонку раствора разделяемого катиона и вымывающего раствора. В последнем, особенно в первых порциях на выходе из колонки, повышено содержание того изотопа, который хуже поглощается цеолитом. [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология