Поры, пористость адсорбентов

Адсорбция на пористых адсорбентах — процесс более сложный по сравнению с адсорбцией непористыми телами. В порах твердого тела возможна конденсация паров при давлениях меньших, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью р. . Этот процесс, получивший название капиллярной конденсации, объясняется известной зависимостью упругости насыщенного пара от кривизны поверхности жидкости (Кельвин) [c.43]

Адсорбция паров на пористых адсорбентах, удельная поверхность которых достигает сотен тысяч квадратных метров, имеет более сложный характер по сравнению с адсорбцией на непористых телах такой же химической природы. Как правило, она сопровождается капиллярной конденсацией — конденсацией пара в порах прн давлениях (р), меньших, чем давление насыщенного пара адсорбтива над плоской поверхностью (р . [c.32]

В дальнейшем будем исходить из квазигомогенной модели пористого адсорбента, рассматривая его в качестве однородной поглощающей среды. Массоперенос в гранулах сорбента предполагается происходящим за счет диффузии адсорбата внутри транспортных пор и поверхностной диффузии адсорбированного вещества, причем будем опускать взаимодействие этих двух видов массопереноса, включая локальные процессы поверхностной диффузии, учитываемые эффективным коэффициентом диффузии [c.34]

Большое значение для адсорбции имеет пористость адсорбента. Чем она выше, т, е. чем меньше поры, тем больше удельная поверхность сорбента и больше его адсорбционная активность. Однако это справедливо только в том случае, если молекулы растворенного вещества по размерам невелики и могут легко проникать в поры адсорбента. С увеличением пористости адсорбента возрастает число узких пор и крупные молекулы адсорбтива не могут проч [c.169]

Адсорбция на пористых адсорбентах - процесс более сложный по сравнению с адсорбцией непористыми телами. В порах твердого тела возможна конденсация паров при давлениях меньших, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью. Этот процесс получил название капиллярной конденсации. [c.18]

Адсорбция тем больше, чем больше поверхность раздела фаз или, в случае твердого тела, чем больше развита поверхность тела. Если поверхности раздела фаз невелики, хо роль поверхностных явлений мала, и адсорбцию можно не учитывать. Однако многие тела (угли, силикагели, сажи, почвы, горные породы и т. д.) имеют сильно развитую поверхность, так что при рассмотрении физико-химических процессов с их участием адсорбцию нельзя не учитывать. Поверхность, приходящаяся на 1 г адсорбента, называется удельной поверхностью. Для многих адсорбентов, особенно таких, в объеме которых имеются поры (пористые адсорбенты), удельная поверхность может достигать тысячи квадратных метров на грамм. [c.56]

Другой тип — пористые адсорбенты — представляют собой либо структуры, состоящие из зерен с внутренней пористостью, либо пространственные сетки, пронизанные сплошными тонкими порами. Для пористых зерен характерно существование структуры двух порядков макро- (поры между зернами) и микро-структуры (поры внутри зерен). Эти представления (и кажущиеся противоречия) отражены в классификации адсорбентов (табл. X. 1). [c.158]

Однако рассмотренные выше абсорбенты не обладают упорядоченной кристаллической структурой к характеризуются неоднородной пористостью. Распределение пор по диаметрам у этих адсорбентов может быть как узким (2—5 нм), так и очень широким, как, например, у активных углей (от 2 до нескольких сот нанометров). Поры таких адсорбентов доступны для веществ, молекулы которых значительно различаются го объемам и форме. [c.72]

Избирательность адсорбции определяется природой подлежащих разделению газов и паров. При малых давлениях решающим фактором, определяющим избирательность, является сродство к поверхности адсорбента. Чем больше разница между сродствами адсорбируемых газов к поверхности адсорбента, тем легче разделить газовую смесь. Для микропористых адсорбентов дополнительную роль играет молекулярно-ситовой эффект. При наступлении конденсации в переходных порах с увеличением давления или понижением температуры основное влияние на разделение начинает оказывать природа газов и, конечно, их способность к кон-денсации. Чем при меньшем давлении газ начинает конденсироваться, тем СИ лучше будет адсорбироваться па пористом адсорбенте. Эта закономерность иллюстрируется данными, приведенными в табл. П1. 1. [c.144]

В поверхностно-пористых адсорбентах (ППА) нет глубоких пор, поэтому время пребывания вещества в подвижной фазе, находящейся в порах, снижается, и скорость массообмена увеличивается. ППА позволяют вести процесс в условиях, близких в равновесным, не снижая скорости вымывания. [c.76]

Органические полимеры, не имеющие пористости и внутренней поверхности, доступной для адсорбции из газовой фазы, нельзя использовать для поглощения вредных газов и в газовой хроматографии. Чтобы устранить эти недостатки, были созданы органические пористые адсорбенты с более жестким скелетом и достаточно крупными порами, в которые могут проникать молекулы из газовой фазы. Жесткость сополимера весьма существенна, так как позволяет органическому адсорбенту сохранять пористость в широком интервале температур и снижает растворение в нем молекул, родственных по химической природе звеньям, образующим скелет этих адсорбентов. Для придания жесткости используют реакции сополимеризации со сшивающим мономером. Чтобы увеличить объем и размеры пор, реакцию сополимеризации проводят в присутствии инертного растворителя (порообразователя), растворяющего мономеры, но не растворяющего сополимер. Регулируя количество сшивающего мономера и инертного растворителя, можно получать различные по жесткости и пористости адсорбенты с близ-кой к силикагелю глобулярной структурой скелета (см. рис. 3.3). Поры в этом случае представляют собой зазоры- между глобулами. Эти первичные глобулы химически соединяются друг с другом во вторичные частицы — пористые зерна. При эмульсионной полимеризации получаются сферические зерна. Удельная поверхность пористых сополимеров этого типа порядка 1—10 При избытке сшивающего мономера последний сам образует полимер, ухудшающий свойства пористого сополимера. [c.112]

При адсорбции растворенных веи еств пористыми адсорбентами величина Уо = — (1Г/с1с очень близка к объему пор адсорбента . [c.57]

При образовании полимолекулярного слоя на стенках пор возникает искривленная (вогнутая) поверхность раздела жидкость - пар, давление насыщенного пара над которой меньше, чем над плоской поверхностью. По этой причине при заданном давлении р в пористом материале пар конденсируется до заполнения всех пор. По мере увеличения давления заполняются более крупные поры, объем конденсата растет, приближаясь к общей пористости адсорбента К,.. [c.18]

Адсорбция, как уже заказывалось,—чисто поверхностный процесс, проходящий с очень большой скоростью Если бы поверхность адсорбента была гладкой, лишенной пор, то процесс адсорбции закончился бы мгновенно. Адсорбция газов пористыми адсорбентами протекает гораздо медленнее, и все же процесс собственно адсорбции газа заканчивается в течение нескольких минут. [c.72]

Влияние пористости адсорбента зависит от соотношения размеров пор адсорбента и молекул адсорбтива. При увеличении пористости адсорбента адсорбция малых молекул адсорбтива из растворов обычно возрастает, так как мелкопористые адсорбенты. [c.139]

Определение общего объема пор. Пористость сорбента определяют, исходя из истинной и кажущейся плотности. Ее выражают в процентах от объема адсорбента [c.93]

Степень развития пористости адсорбента характеризуется суммарным объемом пор V-I, который вычисляется как разность между объемом, занимаемым 1 г зерен адсорбента, и истинным объемом собственного вещества адсорбента (эти объемы легко вычислить по кажущейся и истинной плотности) [c.175]

Адсорбция является чисто поверхностным процессом, который заключается во взаимодействии молекул или ионов адсорбата (газа или растворенного вещества) с поверхностью адсорбента за счет сил Ван-дер-Ваальса, водородных связей, электростатических сил. Скорость такого процесса велика, и адсорбция протекает мгновенно, если поверхность адсорбента легкодоступна для молекул адсорбата. В пористых адсорбентах адсорбция протекает медленнее и с тем меньшей скоростью, чем тоньше поры адсорбента. Для физической адсорбции характерны такие признаки, как большая скорость, обратимость, уменьшение количества поглощенного адсорбата с повышением температуры. [c.326]

Влияние пористости адсорбента зависит от соотношения размеров пор адсорбента и молекул адсорбтива. При увеличении пористости адсорбента адсорбция малых молекул адсорбтива из растворов обычно возрастает, так как мелкопористые адсорбенты обладают большим избирательным действием и влияние химической природы поверхности у них повышено. Однако эта зависимость соблюдается лишь в том случае, когда молекулы адсорбтива достаточно малы и могут легко проникать в поры. Крупные молекулы адсорбтива не могут попасть в узкие поры адсорбента, и адсорбция уменьшается или, во всяком случае, чрезвычайно сильно замедляется. [c.270]

В газо-адсорбционной хроматографии (ГАХ) в качестве поглотителей используют такие адсорбенты, как пористые кристаллы — цеолиты, ряд тонкопористых аморфных адсорбентов (силикагели, алюмогели, активные угли и полимеры). Типы сорбентов, используемых в ГАХ 1) непористые адсорбенты 2) однороднопористые адсорбенты (размеры всех пор близки) 3) тонкопористые адсорбенты (размер пор меньше 0,5 нм) 4) неоднородно-пористые адсорбенты. [c.234]

Поры тонкопористых адсорбентов заполняются молекулами сильно адсорбирующихся веществ уже в области малых относительных давлении паров, так что адсорбция достигает предела. Это выражено особенно ярко в случае адсорбции пористыми кристаллами цеолитов (см. рис. XIX, 2), В случае же крупнопористых адсорбентов на поверхности пор, за исключением мест их сужений, адсорбция в области малых значений р1р происходит подобно адсорбции на непористых телах той же химической природы. Поэтому на стенках широких пор в области больших. значений р/р образуются, как и на поверхности непористых адсорбентов, полимолекулярные слои. Мы вргдели (см. рис. XVI, 8), что теплота адсорбции при образовании таких полимолекулярпых слоев близка к теплоте конденсации. Поэтому свойства адсорбата в этом случае действительно близки к свойствам жидкости. Чтобы выяснить возможность конденсации пара на поверхности жидкой пленки адсорбата в порах, весьма важно найти зависимость давления пара от кривизны поверхносги жидкости. [c.521]

Согласно характеру межмолекулярного взаимодействия адсорбент—адсорбат сорбенты подразделяют на полярные и неполярные, специфические и неспецифические. К неполярным неспецифическим сорбентам относятся активированные угли различных марок, графитированные сажи, тефлон в полярным специфическим — силикагели, алюмогели. К однородно-пористым адсорбентам относятся молекулярные сита (цеолиты), селективное действие которых основано на размере пор молекулы с диаметром менее шири- [c.234]

На пористых адсорбентах мы встречаемся с явлением, получившим название обращение правила Траубе. Сущность его заключается в том, что на мелкопористых адсорбентах с повышением числа атомов углерода в гомологическом ряду наблюдается не повышение, а понижение адсорбции, так как с возрастанием размера молекул число канальцев, пор, трещин, в которые могут проникать адсорбируемые молекулы, постепенно падает. [c.290]

Капиллярная конденсация. При сорбции паров на твердых пористых адсорбентах адсорбционный процесс может перейти в так называемую капиллярную конденсацию. Сначала пар адсорбируется на стенках пор (капилляров) сорбента, а затем конденсируется в жидкость. Далее слои этой жидкости соединяются, заполняя частично самые тонкие капилляры жидкостью, образующей вогнутый мениск. Давление насыщенного пара над вогнутым мениском всегда меньше давления пара над плоской поверхностью жидкости (см. гл. XI, раздел 4) и поэтому пар начинает конденсироваться над вогнутым мениском и капилляры полностью заполняются жидкостью. С увеличением равновесного давления капиллярная конденсация охватывает более крупные капилляры по сравнению с первичными капиллярами. [c.275]

Молекулярными ситами называют пористые адсорбенты с размерами пор или устьев пор, близкими к размерам молекул. Применяются для избирательной адсорбции мелких молекул из их смесей с крупными молекулами. Происходит как бы отсеивание более мелких молекул от крупных. Очень удобны молекулярные сита из синтетических цеолитов с диаметром входа в поры 3—9 A. Применяют также мелкопористые активные угли, пористые стекла и природные цеолиты. [c.517]

Сущность и особенности физико-химических процессов распределений в газо-адсорбционной хроматографии. Непористые и пористые адсорбентьь применяемые в газовой хроматографии. Роль геометрической структуры адсорбента. Молекулярные сита. Неспецифические и специфические адсорбенты разных типов, роль химической природы поверхности адсорбента. Пористые полимеры. Вредное влияние неоднородности поверхности твердого тела и способы его ослабления. Способы улучщения разделения и достижения большей симметрии пика. Непористые адсорбенты. Пористые и макропористые адсорбенты, соотношение между удельной поверхностью и размерами пор. Химическое и адсорбционное модифицирование поверхности адсорбентов. Выбор оптимальной геометрической структуры и химии поверхности для разделения конкретных смесей. [c.297]

ИЗ изотермы абсолютных величин адсорбции, полученной для непористого или очень крупнопористого адсорбента той же природы. Получив серию значений и и г, строят структурную кривую адсорбента—зависимость а от г. Находя производную dv/dr, получают кр[11 ую распределения объема пор адсорбента по значениям (ффективиых радиусов (зависимость ди/дг от г), позволяющую судить о характере пористости адсорбента. На рис. XIX, 8 показаны структурная кривая и кривая распределения объема пор по [c.527]

Все адсорбенты обладают пористой структурой. Однако размеры пор у адсорбентов различны от микропор, характерных для цеолитов и некоторых активированных углей, которые соизмери- [c.257]

В разнообразных реализуемых на практике сорбционных процессах применяются, как правило, пористые адсорбенты. Их поры классифицируются по линейным размерам л- микропоры (д < 0,60,7 нм), супермикропоры (0,6-Н 0,7 < д < 1,5 [c.20]

Наиболее теоретически ра работаннон является модель ССЕ с ядром из поры, различные состояния которой приведены на рис. 10. Формирование адсорбционно-сольватного слоя происходит самопроизвольно за счет поверхностных сил ядра с выделением при этом обычно тепла. Поверхностные силы при физической адсорбции имеют ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия. В настоящее время, наиболее признанной, позволяющей аналитически описать -образную форму изотермы адсорбции является теория БЭТ (Брунауэр— Зммет — Теллер). По своей сути адсорбция по Ленгмюру соответствует модели ССЕ, когда / /л- О, а по Поляни — когда /г/г оо (рис. 11). Адсорбция при наличии высокодисперсных пор в адсорбенте сопровождается фазовым переходом — капиллярной конденсацией. Воздействуя различными способами на пористость твердых тел в процессе их получения и существенно изменяя условия нх применения путем варьирования давления, температуры и введения различных добавок, удается регулировать высоту межфазного слоя И на поверхности пористого тела (рис. 12). [c.77]

Для каждой области температур кипения анализируемых. веществ существует оптимальная пористость адсорбента для разделения низкокипящих, наиболее слабо сорбирующихся газов нужно использовать силикагели с высокой удельной поверхностью и средним диаметром пор не более 2 нм, для анализа углеводородных газов с температурой кипения не выше 10 °С — силикагели с диаметром пор 5—20 нм и для разделения более высококипящих углеводородов — соответственно более крупнопористые силикагели [36]. Модифицирование неоднородных крупнопористых силикагелей гидроксидом калия, поташом или силикатом калия приводит к уменьшению асимметрии пиков и повышению селективности разделения углеводородов j-С4 [37]. В качестве адсорбентов с полярной поверхностью, селективных по отношению к алкенам, используются также оксид алюминия [38] и цеолиты [39—40]. Полное разделение неуглеводородных компонентов газов нефтепереработки проведено на цеолите в режиме программирования температур 50—300°С [4.3]. [c.115]

Адсорбционную активность адсорбента характеризуют количеством поглощенного вещества. Она тем выше, чем больше пористость адсорбента и его удельная поверхность, чем меньше частицы адсорбента. Для повышения активностп адсорбенты подвергаются предварительной обработке (активации), которая проводится кислотным выщелачиванием, высушиванием, прокалкой. Температура прокалки не должна превышать 400—500 °С, так как при более высокой температуре возможно спекание и уплотнение пор адсорбента и, следовательно, ухудшение его свойств. [c.321]

Степень развития пористости адсорбента характеризуют суммарным объемом пор Усумм выражающимся разностью между объемом, занимаемым I г зерен адсорбента, и истинным объемом собственно вещества адсорбента [c.121]

Так как процесс десорбции во всех случаях протекает с поверхности uiapoBifAHoro мениска постоянного радиуса кривизны, десорбционную ветвь изотермы капиллярной конденсации используют для расчега пористости адсорбента и распределения пор по радиусам. [c.35]

Предварительное тщательное удаление воздуха из пористого адсорбента обычно очень сильно уменьшает гистерезис. Это как будто подтверждает пра-вильнесть объяснения гистерезиса адсорбцией воздуха иа стенках капилляров. Есть, однако, и другие объяснения этого сложного явления. В частности, гистерезис при капиллярной конденсации может быть объяснен, исходя из формы пор адсорбента. Представим, что адсорбент содержит поры, изображенные на рис. IV, 10. [c.101]

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИТА — пористые адсорбенты, у которых размеры пор или входов в поры близки к размерам молекул. Такие адсорбенты способны избирательно адсорбировать мелкие молекулы и отсевать крупные. Таким свойством обладают мелкопористый актини-рованный уголь, пористое стекло и в особенности алюмосиликатные кристаллы — природные и синтетические цеолиты. М. с. позволяют четко производить разделение смесей различных веществ в газообразных и жидких фазах. [c.163]

Коллоидные системы с твердой дисперсионной средой могут быть разделены по агрегатному состоянию дисперсной фазы. Существуют твердые золи е газообразной (Г/Т), жидкой (Ж/Т) и твердой (Т/Т) дисперсной фазо11. К системам типа Г/Т относятся пористые твердые тела с различным размером пор — от грубодиспорсных твердых пен (пемза, пенобетон, различные строительные и изоляционные материалы, керамика) до нысокодисперсных пористых адсорбентов (силикагель, активированный уголь с размерами пор 1—100 нм) и катализаторов на их основе. Эти материалы отличает сравнительно небольшая плотность, низкая теплопроводность. Прочность их зависит, естественно, от объема пор. [c.444]

Другой тип — пористые адсорбенты — представляет собой либо структуры, состоящие из зерен с внутренней пористостью, либо пространственные сетки, пронизанные сплошными тонкими порайи. Для пористых зерен характерно существование структуры двух порядков — макро-(поры между зернами) и микроструктуры (поры внутри зерен). [c.165]