Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Теория капиллярной конденсации и гистерезиса

    Оказалось, что картина внутреннего строения твердого тела столь сложна, что появилась опасность чрезмерной детализации в ущерб разумным обобщениям. Однако А. В. Киселевым, В. М. Лукьяновичем, Л. В. Радушкевичем и С. П. Ждановым это многообразие было классифицировано пористые тела разделены ими на две большие группы — корпускулярного и губчатого строения (или [3] — на системы сложения и системы роста). Было обнаружено, что среди первых весьма многочисленна подгруппа тел глобулярного строения. Эти факты стимулировали новые теоретические исследования. Киселев [4] рассмотрел адсорбционные явления в глобулярных системах и строение глобулярного тела — силикагеля Радушкевич [5] создал точную теорию первого этапа капиллярной конденсации вблизи точек контакта глобул мы 16] — приближенную теорию последующих этапов и теорию капиллярно-конденсационного гистерезиса Щукин [7] — теорию прочности пористых тел глобулярного строения Неймарк и Шейнфайн [8] — теорию приготовления силикагелей с заданными параметрами структуры пор Слинько и сотр. [9] теоретически решили задачу создания катализаторов и носителей с оптимальной структурой пор, составленных из сферических частиц. Такие структуры экспериментально были созданы В. А. Дзисько в виде совокупности мелких первичных частиц с развитой поверхностью, склеенных в крупные вторичные глобулы, промежутки между которыми представляют широкие транспортные поры. [c.297]


    На первый взгляд может показаться, что закономерности заполнения микропор будут следовать теории капиллярной конденсации. Однако размеры микропор таковы, что в них происходит перекрытие полей поверхностных сил противоположных стенок пор, что значительно повышает энергию адсорбции и искажает профиль мениска конденсата в порах, соответствующий уравнению Кельвина. Этот эффект четко наблюдается при исследовании адсорбции вещества адсорбентами одной природы, по имеющих разные размеры пор. Если размеры пор п молекул адсорбата сопоставимы, наблюдается резкое увеличение адсорбции в области малых равновесных давлепий. Гистерезис в микропорах обычно не наблюдается. [c.140]

    ТЕОРИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ и ГИСТЕРЕЗИСА [c.95]

    Гистерезис может быть обратимым или необратимым он обратим, если при повторении опыта изотерма адсорбции полностью воспроизводится, и необратим, если при повторном опыте получается иная кривая. Физическая адсорбция, происходящая на поверхности адсорбента, обычно полностью обратима. Гистерезис в большинстве случаев начинается при довольно высоком относительном давлении в области полимолекулярной адсорбции. Первое объяснение явления гистерезиса, предложенное Зигмонди[ ], было основано на теории капиллярной конденсации. Позднее неоднократно выдвигались и другие объяснения, но удовлетворительными оказываются лишь те, в основе которых также лежала теория капиллярной конденсации, [c.533]

    Физическая адсорбция, происходящая на поверхности адсорбента, обычно полностью обратима. Гистерезис в большинстве случаев начинается при довольно высоком относительном давлении в области полимолекулярной адсорбции. Первое объяснение явления гистерезиса, предложенное Зигмонди р ], было основано на теории капиллярной конденсации. Позднее неоднократно выдвигались и другие объяснения, но удовлетворительными оказываются лишь те, в основе которых также лежала теория капиллярной конденсации. [c.533]

    Я. Волкова, А. Фойтик, О. Кадлец (Институт] физической химии и электрохимии им. Я. Гейровского АН ЧССР, Прага). Результаты исследования влияния ионизирующего излучения на адсорбционный гистерезис позволяют сделать выводы, которые имеют принципиальное значение для теории капиллярной конденсации. Они являются не только экспериментальным доказательством присутствия отрицательного давления в адсорбционной фазе при капиллярной конденсации, но позволяют также разработать новые методы изучения пористой структуры адсорбентов. В основе этих методов лежит идея, которую высказали независимо от нас Pao и Найар [1], о возможности инициирования перехода в стабильное состояние адсорбата, находящегося при капиллярной конденсации в ме-тастабильном состоянии. Хотя идеи Pao и Найара правильны, их опыты с применением высокочастотного разряда для инициирования этих переходов неубедительны, так как высокочастотный разряд в отличие от ионизирующего излучения сопровождается большим температурным эффектом. [c.211]


    Для адсорбции азота при Г = 77 К константа с близка к 100. В этом случае по (2) 0,09. Точка начала необратимого гистерезиса при сорбции азота соответствует hf, да 0,45. В этом случае имеется достаточный интервал h для протекания полимолекулярной адсорбции, не осложненной капиллярной конденсацией. Для адсорбции ССЦ при Т = 293 К с да 4. Согласно (2), да 0,33 при /ip да 0,25 для активных углей. В этом случае формально монослой образуется в необратимой области гистерезиса изотермы сорбции и определение становится ненадежным. По теории БЭТ [c.87]

    Ограниченность рассмотренной теории, как теории адсорбции, заключается прежде всего в том, что она применима не ко всей изотерме, а лишь к ее участку — петле гистерезиса. Несмотря на это, исследование зависимости У от р, а следовательно, и от г, в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, так как позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента и построить дифференциальную кривую их распределения по размерам. [c.100]

    С теоретической точки зрения, конечно, нет никаких новых физических принципов Б случае адсорбции на пористом адсорбенте. Следовательно, должно быть возможным сохранение подробно обсужденных выше методов с включением капиллярной конденсации и гистерезиса в уже созданные рамки теории. Так, легко видеть, что даже в гипотетических порах, состоящих кз, двух плоско-параллельных стенок, могут происходить как капиллярная конденсация, так и гистерезис. [c.307]

    Петли гистерезиса и структура пор. Для теории адсорбции и изучения структуры пористых тел могут иметь значение следующие качественные наблюдения. Для систем с малыми порами гистерезисные петли чрезвычайно узки, вероятно, потому, что адсорбированные слои заполняют поры без участия сил капиллярной конденсации (в классическом смысле). Это означает, что адсорбция и десорбция в порах обусловлены одними и теми же силами. Расширение гистерезисных петель свидетельствует о том, что поверхность адсорбента имеет более широкие поры [49]. В подобных случаях конденсация и испарение происходят с частей поверхности, обладающих различным рельефом, и, следовательно, обусловлены разными силами. В случае [c.50]

    Исследуются причины капиллярного гистерезиса и рассчитываются кривые заполнения среды. Полученные здесь результаты представляют интерес для теории пористых электродов, для метода ртутной норомет-рнн, для изучения распределения подземных газов и жидкостей, для капиллярной конденсации и т. п. [c.160]

    Теория капиллярной конденсации в агрегате, состоящем из сферических частиц, рассмотрена Хейнсом [96] и Каманом [97]. Первый показал, что гистерезис, происходящий при адсорбции и десорбции азота па силикагеле и на алюмосиликатном геле при значении Р/Ро = 0,3, можпо найти из теории. [c.46]

    Потенциал завпспт от температ ры, как этого требует теория капиллярной конденсации, а произведение тт /з постоянно с точностью до 0,5%. Прекрасное согласие оставляет мало сомнений в правильности того взгляда, что десорбционная ветвь петли гистерезиса вызывается капиллярной конденсацией. Потенциал на адсорбционной ветви показывает очень слабую температурнл ю зависимость, согласующуюся с теорие Поляни и указывающую на полимолекулярную адсорбцию. [c.192]

    Остается рассмотреть вопрос о петлеобразном характере кривой рис. Х.2. Подобное раздвоение кривых, описывающих прямой и обратный процессы, наблюдается для многих различных по своей природе явлений н носит название гистерезиса. Наличие гнстерезисной петли обычно свидетельствует о неравновесном характере процесса. Действительно, любому значению р в области петли отвечает не одно, а два значения х, следовательно, одно из них (или оба) не является равновесным. Восходящая ветвь f кривой (отвечающая последовательному возрастанию р и х) в случае капиллярной конденсации всегда проходит ниже нисходящей десорбционной ветви II. Явление сорбционного гистерезиса автор теории Жигмонди объяснил наличием следов адсорбированного воздуха в порах, препятствующего полному их смачиванию. Устанавливающиеся при этом значения os 0 оказываются меньше равновесных, мениск жидкости — менее вогнутым, что приводит к возрастанию R = г/соз 0, следовательно, к увеличению р при данном значении х. При десорбции воздух со стенок уже вытеснен жидкой пленкой и значения os Q, R к р приближаются к равновесию. Это представление подтверждено опытами с весьма тщательной откачкой воздуха, в которых явление гистерезиса сильно уменьшалось. [c.158]

    Однако количественное согласие с теорией в пределах порядка значений констант не может являться обнадеживающим, поскольку в расчетах не учитывается кривизна поверхности частиц. Поправка на влияние кривизны при пересчете на пзотерму плоской пленки может существенно изменить сделанные оценки. Кроме того, при анализе изотерм на непористых сорбентах отсутствие гистерезиса считается доказательством отсутствия капиллярной конденсации. Однако в системе сходящихся плоских щелей (например, вблизи участков контакта частиц) капиллярная конденсация может протекать без гистерезиса. [c.209]


    Кадлец (Институт физической химии Чехословацкой академии наук, Прага). Природа адсорбционного гистерезиса при капиллярной конденсации нуждается в более глубоком теоретическом анализе. До сих пор не существует теории адсорбционного гистерезиса, удовлетворительно объясняющей форму петли гистерезиса. Коген [1], Фостер 12] и Эмметт [3] объясняют слияние обеих ветвей в точке начала гистерезиса существованием различной толщины адсорбционного слоя при одном и том же относительном давлении при адсорбции и при десорбции. Такое объяснение представляется нам невероятным. [c.299]

    Бросающейся в глаза характеристикой капиллярной конденсации является наличие петли гистерезиса на изотермах адсорбции. Такие изотермы были приведены на рис. 6 для адсорбции бензола на геле окиси железа по измерениям Лэмберта и Кларка [ ]. Для одного и того же количества адсорбированного пара равновесное давление при адсорбции выше, чем при десорбции. Различные теории явления гистерезиса рассматриваются в гл. XI. Всякое разумное объяснение, выдвигавшееся до сих пор, основывалось на том предположении, что гистерезис вызывается капиллярной конденсацией. Фостер и Коган приписали обратимый гистерезис задержке в образовании мениска в капилляре. Отсюда следует, что адсорбционная ветвь петли гистерезиса вызвана полимолекулярной адсорбцией и капиллярной кондетпзациеп, в то время как десорбционная ветвь выражает лишь одну капиллярную конденсацию. [c.191]

    Рассмотрены капиллярные явления, протекающие не в отдельных порах, а в системе взаимосвязанных пор. Такая система аппроксимируется решеточной моделью. В рамках этой модели на основе теории пер-шэляции получены уравнения адсорбционной и десорбционной ветвей капиллярной конденсации, а также, сканирующих изотерм. Показано, что расчет распределения размеров пор должен проводиться с учетом обрих ветвей адсорбционного гистерезиса.  [c.157]

    За последнее время достигнут определенный прогресс в области теоретических основ методов расчета параметров пористой структуры. Создана теория распределения тонких слоев жидкости в капиллярных системах с учетом одновременного действия капиллярных и поверхностных сил [I]. Уравнение Дерягина—де Бура—Брук-хоффа прищло на смену уравнению Кельвина. На базе этого уравнения разработаны новые методы расчета распределения пор по размерам [2, 3]. Введение рещеточных моделей пространства пор и математических методов теории перколяции позволило учесть эффекты взаимосвязи пор разных размеров и разработать метод расчета распределения размеров пор, в котором одновременно используется информация об изотермах адсорбции и десорбции в области гистерезиса (4, 5]. Вместе с тем вопрос о применимости термодинамики обратимых процессов для анализа гистерезисных явлений капиллярной конденсации и десорбции остался вне поля зрения исследователей, хотя с точки зрения теории он является, по-видимому, ключевым. [c.237]

    Явление гистерезиса можно объяснить, с одной стороны, пористой структурой активных углей, а с другой — поведением конденсированного пара. При низких парциальных давлениях поверхность угля покрывается адсорбированным слоем прежде всего в местах с наиболее высокой плотностью энергии и с повышением парциального давления образуется мономолеку-лярное покрытие (в статическом смысле). Фактически еще до завершения полного покрытия на поверхности угля происходит локализованная полимолекулярная адсорбция — появляются плоские лужицы . В узких порах с диаметром порядка четырех диаметров молекулы пара с увеличением толщины слоя адсорбта образуется жидкий мениск. Поскольку все органические жидкости смачивают активный уголь, образуется вогнутый жидкий мениск. Действующие на поверхности этого мениска силы стягивания приводят к снижению давления паров по сравнению с плоской поверхностью. Поэтому капиллярная конденсация происходит в порах еще до того, как будет достигнуто давление насыщения вне пористой системы. По тем же причинам во второй части описанного выше эксперимента снижение давления паров сопровождается замедленной десорбцией и появлением вышеупомянутого гистерезиса. Для описания гистерезиса наряду с другими моделями часто используется так называемая теория бутылкообразных пор [7]. Согласно этой теории сорбенты, характеризующиеся гнстерезисными петлями, содержат поры с узкими входами. Конденсация при адсорбции происходит в порах с наибольшим диаметром — в полости бутылок . Десорбция лимитируется диаметром узких горл бутылок таким образом процесс десорбции, соответствующий адсорбции, возможен только при более низком парциальном давлении. По виду и ширине петли гистерезиса можно сделать заключение о форме пор [8, 9]. [c.25]


Смотреть страницы где упоминается термин Теория капиллярной конденсации и гистерезиса: [c.300]    [c.192]    [c.144]    [c.144]    [c.49]    [c.49]   
Смотреть главы в:

Адсорбенты и их свойства -> Теория капиллярной конденсации и гистерезиса




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Гистерезис

Гистерезис капиллярной конденсаци

Гистерезис при капиллярной конденсации

Капиллярная

Капиллярная гистерезис

Капиллярная конденсаци

Капиллярная конденсация

Капиллярная конденсация теория

Капиллярность



© 2024 chem21.info Реклама на сайте