ВЕЛИЧИНА УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ДИАМЕТР ПОР

Определить величину удельной поверхности суспензии каолина (плотность которого 7=2,5-10 кг/м ), если ее частицы принять шарообразными и средний диаметр частиц считать равным 0,5-10 м Суспензию считать монодисперсной. [c.25]

Удельная поверхность в данном случае понимается как отношение поверхности частицы к ее объему. Этот фактор также о-т-личается неопределенностью. Так, куб с ребром а и сфера с диаметром а имеют одинаковую удельную поверхность 6/а, хотя при наиболее плотной укладке пористость осадка из кубических частиц равна нулю и такая укладка не имеет свободной поверхности, а пористость осадка из сфер составляет 0,26 и такая укладка имеет полную свободную поверхность (сферы соприкасаются в точках). Значение удельной поверхности как суммы удельных поверхностей индивидуальных частиц отличается от соответствующего значения для осадка как системы индивидуальных частиц. Это объясняется наличием в осадке соприкасающихся поверхностей отдельных частиц. Величина удельной поверхности заметно различается при ее определении разными способами в опытах с одним и тем же осадком. [c.74]

Что же касается пористых частиц, которые рассматривались выше, то вязкость оказывается не очень чувствительным показателем для оценки пористости, особенно если объем пор составляет менее 10—20%. С другой стороны, как упоминалось в гл. 3, при pH 2 вязкость представляет собой чувствительный критерий агрегирования частиц или присутствия в системе микрогеля. Для частиц, в диаметре меньших 20 нм, необходимо принимать во внимание влияние гидратного слоя. Из известной величины удельной поверхности, которая не сильно изменяется по мере формирования микрогеля, можно оценить средний размер частиц. В таком случае оказывается возможным подсчитать из размера частиц вязкость золя, со- [c.492]

Минеральные носители, применяемые в химии привитых поверхностных соединений для синтеза поверхностно-модифицированных материалов, весьма разнообразны по своим свойствам. ЕЕх применение зависит от поставленных задач и рабочих условий, они могут быть выбраны из широкого круга оксидов, металлов, цеолитов, углей и др. В настоящее время в качестве носителей наиболее широко используются аморфные пористые кремнеземы. По различным оценкам от 60 до 80% всех поверхностно-модифицированных материалов изготавливают на основе кремнеземов, что обусловлено их весьма существенными достоинствами. Прежде всего, это возможность варьирования в широких пределах их структурных характеристик (величина удельной поверхности, диаметр и объем пор, размер и форма частиц). Важным преимуществом кремнезема является его незначительная собственная каталитическая активность, что резко снижает вероятность протекания на нем нежелательных побочных реакций — обычно такие реакции характерны для носителей, обладающих высокой кислотностью. Каталитическая инертность кремнезема позволяет использовать для его модифицирования даже лабильные органические соединения. Необходимо также отметить хорошую изученность кремнеземов, их доступность и относительную дешевизну. [c.25]

В табл. V. представлены величины удельной поверхности и диаметра пор некоторых широко применяемых катализаторов и носителей. [c.174]

Известно также, что такая величина удельной поверхности геля оказывается лишь немного меньшей по сравнению с поверхностью первичных частиц, из которых гель состоит. Так, удельная поверхность 800 м /г кремнезема, приготовленного при pH 5, соответствует первичным сферическим частицам с диаметром около 3,5 нм. Экстраполяция до pH 4 дает диаметр частиц приблизительно 2,3 нм. Как будет видно из работ других исследователей, такое значение близко к размеру частиц, приготовленных аналогичным образом, но охарактеризованных другими способами. [c.368]

Обычно диаметр частиц, высчитываемый из значения удельной поверхности, несколько меньше диаметра, о котором можно судить на основании электронно-микроскопических снимков, поскольку наименьшие по размеру частицы могут не наблюдаться на таких снимках, но, однако, давать значительный вклад в величину удельной поверхности. Так, например, на электронно-микроскопическом снимке частиц кремнезема размером 100 нм добавление 0,1 % кремнезема, состоящего из частиц диаметром 5 нм, вероятно, совсем не отразится и поэтому не будет особенно важным. Но в то же время такие небольшие частицы повышают кажущуюся величину удельной поверхности больших по размеру частиц на 25—30 м /г. К тому же частицы кремнезема могут иметь некоторую шероховатость поверхности, не различимую под электронным микроскопом. [c.478]

Метод титрования. Адсорбция основания на поверхности кремнеземных частиц золя дает возможность быстро оценивать поверхность раздела кремнезем—вода. В методе титрования Сирса [182], т. е. титрования щелочью поверхности кремнезема в крепком растворе соли в интервале pH 4,0—9,0, вместо высушенного порошка используется золь кремнезема. Как уже обсуждалось в гл. 3, такой метод дает возможность наиболее просто следить за изменением величины удельной поверхности, а следовательно, и за изменением размеров частиц в том случае, когда размер частиц кремнезема меньше 5—10 нм. Однако метод оказывается равным образом полезным и для частиц большего размера, вплоть до 1 мкм и более в диаметре, если только представляется возможным доказать отсутствие микропористости у частиц путем сравнения полученных результатов с величиной удельной поверхности, определяемой по адсорбции азота или паров воды или же из рассмотрения электронно-микроскопических снимков. [c.480]

На основании экспериментальных данных считается, что все гели и осажденные кремнеземы имеют тенденцию сжиматься под действием сил поверхностного натяжения воды, определяющих усадку по мере того, как вода удаляется при высушивании из пор. Если не принимать специальных мер предосторожности, чтобы укрепить структуру и понизить влияние сил поверхностного натяжения, то образовавшийся влажный осадок, или гель, оказывается сильно уплотненным до приблизительно одного и того же координационного числа, равного 5—6. В этом случае диаметр пор пропорционален размеру частиц и изменяется обратно пропорционально величине удельной поверхности. Унгер [6] дает следующую взаимосвязь диаметра пор по данным Дубинина и удельной поверхности [c.659]

В том случае, когда диаметр коллоидных частиц в золе оказывается больше чем нм, как это имеет место для коммерческих коллоидных кремнеземов, имеющих в основном частицы размером 5—60 нм, силикагели с удельными поверхностями от 550 до 50 м /г соответственно могут непосредственно приготовляться из таких коллоидных кремнеземов. Величина pH оказывает слабое действие на получающееся значение удельной поверхности силикагеля. Однако, когда силикагель приготовляется из кремневой кислоты, образуемой подкислением силиката натрия или гидролизом галогенида или сложного эфира кремния, размер первоначально образуемых частиц составляет только 1—2 нм, поскольку их формирование происходит обычно при низких значениях pH. Размер, до которого частицы вырастают по мере формирования геля, его промывания и высушивания, возрастает с увеличением значения pH выше 6. В данном случае величина pH является единственным, наиболее важным фактором, определяющим конечную величину удельной поверхности силикагеля. [c.709]

Другой характерной особенностью является следующее. В том случае, когда температура нарастает ступенчато, каждый раз последующая доля силикагеля дает усадку до плотного состояния, а удельная поверхность быстро падает до более низкого значения, которое остается постоянным на следующей температурной ступени, Де Бур [349] рекомендовал обратить внимание на этот факт, указывая, что для каждой более высокой ступени температуры вплоть до 700°С при выдерживании кремнезема в течение 6 ч удельная поверхность падала до определенного значения, после чего ее изменение происходило очень медленно. Иначе говоря, наблюдалась быстрая потеря величины удельной поверхности до некоторого определенного значения при заданной температуре, и дальнейшие изменения замедлялись. Возможно, такое поведение влечет за собой усадку структуры силикагеля в определенных локализованных микроскопических областях кремнезема до подавления всякой пористости, т. е. до образования в этих областях сплошного кремнеземного стекла 8102. Если подобные области распределены в виде сетки по кремнезему, то весь объем силикагеля должен сокращаться, а поверхность и объем пор должны уменьшаться, тогда как оставшиеся области должны оставаться неизменными при сохранении исходного диаметра пор. [c.752]

Диаметры частиц некоторых саж указаны в табл. 11,1. Там же приведены величины удельных поверхностей, определенные по адсорбции пара азота при —195 °С и из электронных микрофотографий. Для канальных саж удельная поверхность, определенная [c.42]

Характер процесса не зависит и от химического состава катализаторов [71, радиуса пор и величины удельной поверхности, как это видно из обработки данных, которые получены нами при дегидрировании н-гексана на окисных катализаторах, отличающихся диаметром пор (26— [c.84]

На рис. VII-26 приведены варианты регулярной блочной насадки. Известны регулярные насадки фирмы "Sulzer", представляющие собой пакет гофрированных листов. Гофрирование листов выполнено под фиксированным к вертикальной оси углом (чаще 30 или 45°) и на смежных листах направлено в противоположные стороны. Имеются модификации такой насадки, изготавливаемые из различных материалов стального рифленого листа, пластмассы, керамики, фарфора, стекла, фафитового волокна. Для колонн диаметром от 200 до 12 000 мм фирма "Sulzer" рекомендует насадку Меллапак, выпускаемую 12 типов. На рис. VII-26, а показан элемент насадки Меллапак 250.Y (число характеризует величину удельной поверхности насадки в м /м , а У указывает на то, что гофрирование листов выполнено под углом 45°). [c.263]

При различных условиях синтеза гидротермального бемита ( у-АЮОН), так же как и в случае пористых стекол, можно получать сорбенты с весьма различными величинами удельной поверхности и эффективных диаметров пор [2]. Эти величины можно сознательно регулировать, если закономерно изменять те или иные условия гидротермального синтеза, исходные материалы или способ промывки. [c.82]

Приведенные данные показывают, что изменение температуры гидротермальной обработки растворов ацетата алюминия приводит к ряду сорбентов с плавно возрастающей величиной удельной поверхности (в) и уменьшающимся эффективными диаметрами пор ( ). Если одновременно варьировать исходные материалы, то в изученных интервалах можно получать препараты бемита с удельной поверхностью от 19 до 216 м /г и эффективными диаметрами пор от 6,0 до 45 нм. [c.82]

Однако экспериментальные исследования были проведены в условиях, отличающихся от топочных. Исследовалось горение крупных сферических частиц углерода диаметром 10—15 мм и больше, при сжигании которых усиливается роль внутреннего реагирования. Крупные частицы также характеризуются малой величиной удельной поверхности, приходящейся на единицу массы, что усиливает стефановский поток за счет выхода большего количества выделяющихся водяных паров и летучих через единицу поверхности частиц. Одновременно с этим в принятой физической модели имели значительные отклонения от условий горения в камерной топке. В лабораторных экспериментах горение угольной частицы протекало при очень больших избытках воздуха, вследствие чего температура газовой среды не изменялась или изменялась мало имеющая место в топочной камере рециркуляция продуктов сгорания не воспроизводилась, что привело. к завышенному значению начальной концентрации кислорода в газовой среде. [c.339]

В соответствии с электронно-микроскопическими снимками кристаллики гидротермального бемита представляют собой тонкие длинные иглы. Казалось бы, что изменение удельной поверхности и диаметров пор можно объяснить изменением размеров кристалликов бемита. Однако можно указать на препараты бемита, имеющие одинаковую величину удельной поверхности, но резко различные эффективные диаметры пор. Таковы, например, препараты бемита, которые получены из байерита при 180 и 200 С. По-видимому, это может быть объяснено тем, что иглообразные кристаллики таких образцов имеют одинаковые размеры и поэтому одинаковую величину удельной поверхности, но упакованы эти кристаллики беспорядочно причем степень этой беспорядочности упаковки у них различная, благодаря этому образуются поры с различными эффективными диаметрами. [c.82]

Малый размер твердых частиц в псевдоожиженном слое обусловливает весьма значительные величины удельной поверхности теплообмена 5ч, измеряемые тысячами квадратных метров в кубометре объема. Для слоя, содержащего шарообразные частицы одинакового диаметра й, величина может быть вычислена следующим образом. [c.220]

Здесь величина удельной поверхности частиц не зависит от пористости осадка и характеризует обратную величину ушестеренного среднего размера частицы, а эквивалентный диаметр составляет для сферических частиц [c.24]

В простейшем случае, когда реакционная смесь движется по тру" бам, величина удельной поверхности теплообмена зависит только от диаметра труб и может быть вычислена по формуле [c.292]

Течение жидкостей через слои частиц, пористые перегородки и насадки исследовалось очень подробно. В ранних работах поток через слой насадки рассматривался как аналогичный потоку в трубах. При этом применялось уравнение для потери напора типа Фанинга с коэффициентом трения, зависящим от критерия Рейнольдса, в который входили в качестве линейного размера либо диаметр частиц, либо обратная величина удельной поверхности слоя. Одно из таких соотношений принадлежит Чилтону и Колборну . [c.257]

Так, чем меньше размеры копонны, тем труднее это условие выдержать, поскольку при этом быстро растет удельная поверхность теплопотерь (внешняя поверхность колонны, отнесенная к ее объему). Дпя лабораторныз опонн величина удельной поверхности составляет 2-0,7 см /см , в то время как для промышленных копонн диаметром более 3 м она составляет 0,12-0,1 см /см . Поэтому в промышленных условиях обычная изоляция наружной стенки колонны толщяяой 100-120 мм позволяет свести потери Qo до 2-5% от общего потока тепла, проходящего через колонну. Обычной изоляцией лабораторных аппаратов эту величину не удается снизить даже до 20-30%. [c.144]

ОКР эквивалентно определению размеров частиц и получающиеся результаты могут быть сопоставлены с данными по величине удельной поверхности, полученными другими способами. Конечно, расчет величины поверхности по величине кристаллов содержит ряд неточностей, обусловленных 1<екоторыми не вполне обоснованными предположениями. Первое из них - отождествления размеров ОКР и реальных частиц (т.е. каждая частица предполагается однодоменной), а второе - форма частиц является либо близкой к сферической, либо напоминает параллелипипед с гранями, параллельными граням элементарной ячейки. Для простоты ограничимся случаем кубической ячейки. Поверхность порошка из сферических частиц со средним диаметром L равна л Г .из кубических -6/7 2, где П - среднее число частиц на единицу массы, т.е. без сведений о форме частиц можно рассчитать величину поверхности только с точностью порядка 50%, если взять среднее из этих значений. [c.229]

Для нелетучего компонента форма кривой и(й) исследована лишь в работе [139]. Для смеси КСЮ4 — были проведены опыты с пятью различными фракциями вольфрама (четыре из которых были получены рассевом одной партии вольфрамового порошка, а пятая, пудра с размером 2,7 мк, относилась к другой партии). Дисперсность крупных фракций характеризовалась средним ситовым и микроскопным диаметром, мелких фракций — эффективным диаметром, вычисленным по величине удельной поверхности (5уд была определена методом просасывания воздуха через слой порошка при помощи прибора ПСХ-2) [c.137]

Среди термостойких полимерных сорбентов большое признание получил тенакс — линейный поли-я-2,6-дифе-нилфениленоксид с молекулярным весом (0,5—1,0) -10 , величиной удельной поверхности 18,6 ж 1г, средним диаметром пор 1440 А и термостойкостью 400—450 С [c.21]

Диаметр частиц подсчитывался из величины удельной поверхности с учетом значения плотности кремнезема 2,2 г/см . Эти данные можно приблизительно описать эмпирическим уравнением / =1,7-10 ° А . Они напоминают обсух<даемые них<е результаты, полученные Айлером для близких по размерам частиц, которые растворялись в разбавленной щелочи. [c.97]

Даже в компактных силикагелях, когда первичные частицы упакованы плотно вместе, представляется возможным различать первичные частицы в тонком срезе кусочка геля. Применяя методики, разработанные Коханом и Уотсоном [11] для частиц газовой сажи, можно измерять видимый диаметр частиц в тех случаях, когда частицы располагаются таким образом, что их силуэты на поперечном срезе охватывают более половины круга. После измерения размеров нескольких. сотен частиц можно подсчитать средние величины их диаметров, выражаемые как среднечисленный диаметр йп или как среднеповерхностный диаметр 5. Последняя величина представляет собой диаметр частицы, имеющей удельную поверхность, равную средней величине удельной поверхности, подсчитанной для всех измеренных частиц [c.635]

Величина удельной поверхности 5с может быть подсчитана из среднеповерхностного диаметра йз при допущении, что частицы представляют собой плотный аморфный кремнезем [c.635]

Оккерс и де Бур [236] выполнили более тщательное исследование на основе их прежних, давно полученных результатов. Они подтвердили, что значение pH влияет главным образом на размер частиц, который устанавливается еще до того, как начинает формироваться гель. Концентрация кремнезема — лишь вторичный фактор, поскольку после того, как гель испытывает усадку в процессе высушивания, удельная поверхность и размер пор силикагеля определяются размером первичных частиц, плотность упаковки которых приблизительно одна и та же независимо от концентрации. Согласно их наблюдениям (см. рис. 5.17), размер частиц быстро возрастал в области pH 4—8, что подтверждается заметным спадом величины удельной поверхности, начиная от 800 м /г (при диаметре частиц 3—4 нм) и до 200 м /г (при диаметре 14 нм). Когда размер частиц составляет меньше 5 нм, то силы, вызывающие усадку и действующие в процессе высушивания в порах очень малого диаметра, могут спрессовывать такие частицы в произвольную, плотную упаковку (5102 занимает 60 % от объема, т. е. пористость равна 0,3 см г). [c.711]

Образование сферических частиц геля посредством коацервации в присутствии соединений, способных образовывать водородные связи, было рассмотрено в гл. 4. В зависимости от размеров частиц кремнезема, которые меняются в области 10—20 А для частиц поликремневой кислоты и вплоть до 200 нм для частпц коллоидного кремнезема, могут быть приготовлены силикагели почти со всеми возможными сочетаниями величин удельной поверхности, объема пор и диаметра пор. В методе Куммерле [255] предусматривается добавление к перемешиваемому разбавленному (1,8 % 5102) раствору силиката натрия примерно 10 % н-гексилового эфира диэтилен-глпколя с последующим подкислением Н2504, чтобы понизить pH до 6,7. После 20 мин перемешивания получались сферические гранулы плотного силикагеля диаметром 10 мкм. Такой полиэфир является реагентом, способным образовывать водородные связи, поэтому он сильно адсорбируется кремнеземом прп низких значениях pH. [c.724]

Для хроматографического разделения веществ выбор величины удельной поверхности и размеров пор зависит от свойств разделяемых молекул для низших углеводородов нужна большая поверхность и более узкие поры, для высших—низкая поверхность и широкие поры. Хорошее разделение неполярных газов, которые адсорбируются в основном благодаря неспецифическим дитер-сионным взаимодействиям, достигается в случае тонкопористых силикагелей со средним диаметром пор не более 20А. Для разделения легких углеводородов пригодны силикагели диаметром пор от 50 до 200А. Силикагели, у которых средний размер пор больше 500А, можно использовать для газохроматографического разделения жидких смесей, в частности углеводородов. Макропористые силикагели с низкой удельной поверхностью -могут найти широкое применение как носители неподвижных жидких и твердых фаз в газовой хроматографии, в катализе, при адсорбции высокомолекулярных соединений и полимеров из растворов [16]. [c.7]

Упрочнение гидрогеля для получения более слабого по структуре высушенного силикагеля. Как описали Александер, Броудж и Айлер [273], при термическом старении силикагеля в присутствии влаги получается объемистая, быстро диспергируемая форма кремнезема, которую можно легко размалывать для дальнейшего использования в эластомерах в качестве армирующего реагента или в маслах для приготовления консистентных смазок. Были описаны условия обработки для упрочнения слабой структуры гидрогеля посредством нагревания образца в воде до тех пор, пока его удельная поверхность не понижалась на 10—50 %, после чего влага удалялась спиртом. Существенно, что подобный гель формируется при достаточно низкой концентрации в воде из кремнеземных частиц такого размера, когда их поверхность в единице объема составляет 20—75 м /см . Так, для частиц диаметром 7 нм при величине удельной поверхности около 400 м /г должна быть создана подходящая концентрация кремнезема 5—20 % перед тем, как начнется гелеобразование. Гель затем нагревается во влажном состоянии до тех пор, пока коэффициент коалесценции не достигнет значения около 0,5. [c.730]

С. Полученный силикагель с наинизшей кажущейся плотностью имел удельную поверхность 119 м /г (частицы диаметром 23 нм) и объем пор 1,14 см /г, что соответствовало пористости силикагеля 0,71 см7см или координационному числу 4. В некоторых случаях для промотирования процесса застудневания добавляли небольшое количество фторсиликата аммония, но последний способствует также понижению величины удельной поверхности. [c.747]

Киселев [3, 343а] утверждает, что в вакуумны.к условиях удельная поверхность и объем пор понижаются пропорционально друг другу и что первичные сферические частицы проявляют текучесть и расходуются одновременно, т. е. наблюдается объемная диффузия. Патрик, Фройер и Руш [3436] показали, что капилляры в силикагеле начинают затягиваться, когда кремнезем нагревается до УОО С. Миллиган и Хешфорд [344] провели тщательное исследование воздействий повышенных температур на силикагель, имеющий удельную поверхность 380 м /г. Образцы нагревали в течение 2 ч при 200—ЮОО С. Изучение образцов методом дифракции рентгеновских лучей ни в одном случае не выявило какой-либо кристаллизации, Нагревание вплоть до 500 С не сказывалось на величине удельной поверхности нли на структ ре пор. Слабое спекание наблюдалось при 650°С, и более быстрые потери удельной поверхности имели место при более высоких температурах, но при этом диаметр пор оставался постоянным и равным - 5,6 нм. Было показано, что в коммерческом силикагеле с диаметром пор около 2 нм и в алюмосиликатном ксерогеле, имевшем диаметр пор около 4 нм, не наблюдалось никаких изменений среднего размера пор по мере развития процесса спекания [345, 346]. По-впдимому, поры разрушаются каким-то способом по мере того, как кремнезем переходит из пористого состояния в непористое, хотя размер остающихся пор не претерпевает каких-либо изменений. [c.750]

Типы кремнезема, приготовляемого по этому способу, общеизвестны как коммерческие продукты под названиями кабосил в США [473] и аэросил в Европе [474] . Структура таких кремнеземов в достаточной мере была обсуждена в работе Берби [8], в частности с указанием величины удельной поверхности, которая теряется в местах контактов между первичными сферическими частицами. Было сделано заключение, что первоначально сконденсированные частицы имеют диаметр около [c.785]

Шапиро и Кольтгофф [94] пришли к аналогичному выводу на основе изучения термического старения ксероге- лей, а Элкин, Шулл и Росс [95] — исследуя свежеприготовленный силикагель с помощью метода рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами. Последние из указанных авторов определили, что размеры первичных частиц этого геля составляют 30—60 А. Частицы такого же диаметра были найдены Планком и Дрейком [46] из величины удельной поверхности силикагеля. [c.25]

Газо-адсорбционная хроматография обладает рядом преимуществ перед газо-жидкостной не только в случае анализа газов и паров низкокипящих жидкостей, но также и при разделении высококипящих жидкостей и твердых тел (высокие температуры колонок), когда неподвижные жидкие фазы оказываются летучими и нестабильными. Газо-адсорбционную хроматографию можно с успехом применять и для разделения среднекинящих смесей. Стабильность адсорбентов делает газо-адсорбционную хроматографию особенно важной при препаративном разделении многих смесей, в том числе при разделении больших количеств веществ в колоннах большого диаметра. Однако ее развитию мешает отсутствие адсорбентов однородной геометрической структуры с разными величинами удельной поверхности, разными размерами пор и достаточно разнообразным, но в каждом случае однородным химическим составом поверхности, В последние годы сделаны попытки создать такие адсорбенты основные пути их синтеза уже намечены и проработаны. Необходимо быстро организовать промышленный выпуск таких адсорбентов и развить дальнейшие исследовательские работы по улучшению уже созданных в лаборатории адсорбентов и по синтезу и изучению новых. [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология