Плотность упаковки первичных частиц

Синтез пористых тел требует знания их текстуры и во многом определяется морфологией. В корпускулярных телах большая уд. пов-еть обеспечивается получением возможно меньших первичных частиц, что достигается оптимальным соотношением скоростей зародышеобразования и роста частиц (см. Зарождение новой фазы, Кристаллизация). Объем пор определяется плотностью упаковки частиц. Напр., в гелях плотность упаковки зависит от соотношения прочности скелета гидрогеля и разрушающих его поверхностных сил при образовании в процессе сушки менисков межмицеллярной жидкости. Сушка прочных состарившихся гелей сохраняет их рыхлую структуру и дает системы с большим объемом пор при сушке свежеобразованных гелей рыхлая структура разрушается и происходит переупаковка частиц под влиянием мощных капиллярных сил, в результате образуются тела с малым объемом пор. Размер пор регулируется размером частиц и плотностью их упаковки. В губчатых и кек-рых корпускулярных структурах образование пор достигается удалением одного или нескольких компонентов твердого тела при растворении (пористые стекла, скелетные катализаторы), дегидратацией гидроксидов или терморазложением солей (пористые оксиды разл. природы), частичным окислением (активные угли) и др. процессами. Текстура продукта определяется концентрацией и дисперсностью компонентов в исходном материа- [c.70]

Отличительной особенностью этого типа силикагеля является то, что поры не сплющиваются в процессе высушивания, как это имеет место для силикагелей, полученных из силиката натрия и кислоты. Возможно, что в серии образцов, приготовленных из ПЭС с различной молекулярной массой, самые широкие поры дает ПЭС с наименьшей массой, так как при постоянной концентрации кремнезема более прочная структура образуется из меньших по размеру первичных частиц. В этом случае усадка получается меньшей в результате действия сил поверхностного натяжения при высушивании. Удельные поверхности всех таких силикагелей близки между собой, т. е. размер первичных частиц, формирующих сетку геля, остается одним и тем же, но меняется лишь плотность упаковки. Если бы на стадии гидрогелей такие образцы промывали спиртом и простым эфиром вплоть до полного обезвоживания и превращали бы в аэрогели, то объемы пор и диаметры пор должны были бы быть, вероятно, близкими для всех образцов. [c.707]

Эвери и Рамзай [129] также подсчитали характеристики различных способов упаковки однородных по размеру сфер, представленные в табл. 5.1. Хотя в действительности в гелях, вероятно, отсутствует подобная регулярность упаковки, тем не менее из данных по пористости геля можно оценить значение координационного числа п. Если средний диаметр частиц известен, то по плотности геля можно приблизительно подсчитать диаметр пор. При этом заранее предполагается, что все первичные частицы в геле однородны по размеру, и это в общем оказывается справедливым, если только не принимаются особые условия, позволяющие иметь в системе частицы двух размеров. [c.661]

По геометрическому строению пористые материалы можно разделить на рпд классов, основными из которых являются 1) корпускулярные пористые тела, образованные сросшимися или контактирующими частицами (первичные элементы — частицы форма пор зависит от формы частиц и их взаимного расположения, а размеры пор обусловлены размерами частиц и плотностью их упаковки) 2) губчатые пористые тела, в которых поры представляют собой каналы, полости или пустоты в сплошном твердом теле (первичные элементы—поры) 3) смешанные структуры, комбинирующие оба предыдущих вида. [c.370]

Силикагель, являясь одним из наиболее распространенных синтетических сорбентов гидрофильного характера, находит широкое применение в качестве осушителя воздуха и газов. Наряду с этим он используется как катализатор и носитель катализаторов. Промышленный метод изготовления его основан на взаимодействии раствора силиката натрия и серной кислоты, в результате которого осаждается кремневая кислота. Образуемые ею полимеры срастаются в сферические частицы коллоидальных размеров [1], которые затем агрегируют и выделяются из раствора в виде гидрогеля. Дальнейшая обработка кремневой кислоты приводит к получению силикагеля. В соответствии с теорией глобулярного строения его скелет состоит из шарообразных первичных частиц-глобул, зазоры между ними являются порами [2—4]. Размер пор определяется размерами и плотностью упаковки частиц — более плотной в мелкопористых силикагелях и менее плотной в крупнопористых. [c.72]

Таким образом, в соответствии с глобулярной моделью корпускулярной теории строения дисперсных тел реальная пористая структура кремнийорганических адсорбентов определяется диаметром первичных частиц и плотностью их упаковки. [c.65]

Сжатие увеличивается с уменьшением диаметра пор сопротивление сжатию зависит от прочности геля, которая возрастает с увеличением плотности упаковки и степени срастания частиц, образующих структуру. Таким образом, гели с высокой удельной поверхностью, состоящие из крайне малых первичных частиц кремнезема и образованные при низких концентрациях кремнезема, сильно сжимаются и при сушке распадаются на куски (см. раздел 4,в этой главы). [c.135]

На рис. 2.18 сопоставлены величины поверхности, определенные по адсорбции аргона и вычисленные из рентгенографических измерений. Для высокодисперсных образцов значения, полученные обоими методами, очень близки. В случае образцов, обладающих сравнительно малоразвитой поверхностью, между этими значениями наблюдаются различия. Наиболее резко они выражены для образца 4, полученного гидротермальной обработкой байерита, для которого уже после нагревания гидроокиси при 200° вычисленная величина поверхности в 3 раза больше измеренной. При дальнейшем повышении температуры прокаливания дисперсность частиц у-АЬОз становится равной дисперсности образцов, обладающих развитой поверхностью. Эти результаты говорят о том, что сравнительно низкие значения величины поверхности образцов 3 и 4 обусловлены не низкой дисперсностью первичных частиц, а большей плотностью их упаковки. [c.133]

Обсуждая результаты исследований кислотной обработки и условий промывки на свойства наполнителя, следует отметить, что эффект указанных процедур в значительной степени обуславливается природой кислоты и величиной pH, т. е., видимо, процессами гидратации и дегидратации. С первым явлением связана пептизация частиц, приводящая к увеличению поверхности, со вторым — агрегация первичных частиц и уменьшение плотности упаковки. В наших опытах при обработке осадков наполнителя соляной и уксусной кислотами, видимо, происходила некоторая пептизация продукта, которая однако проявлялась в значительно меньшей степени, чем при аналогичной обработке силикагеля [9]. [c.43]

Очевидно, что размер и распределение частиц по размерам являются иными способами выражения средней свободной площади поверхности пигмента и числа первичных пигментных частиц в единице его массы. Если данный пигмент заменить другим с сильно отличающимся распределением частиц по размерам, то предсказания основных характеристик, основанные на концепции объемной концентрации пигмента и критической объемной концентрации, вероятно, не будут удовлетворительными. Общепринятый параметр маслоемкость I рода (вес в граммах рафинированного льняного масла, которого достаточно для образования пасты со 100 г пигмента) прямо зависит от распределения частиц по размерам, хотя существенно влияют также и такие факторы как степень агрегирования пигмента, плотность упаковки и смачиваемость маслом. , [c.95]

Полученные результаты авторы [170] объясняют увеличением первичных глобул исходного гидрогеля и уменьшением плотности их упаковки в процессе гидротермальной обработки. Укрупнение частиц гидрогелей в ходе гидротермальной обработки наблюдали Эшли и Иннес [176] под электронным микроскопом. [c.65]

Эстерсилы, кремнеземы с этерифицированной поверхностью, особенно подробно были изучены как наполнители и запатентованы Айлером [567]. Такие кремнеземы могли подвергаться диспергированию в разнообразных эластомерах, даже если частицы кремнезема достигали в диаметре всего лишь 5—7 нм. Приготовлялись кремнеземы с частицами разных размеров, которые имели различные степени сетчатого строения или плотности упаковки первичных частиц, составляющих агрегаты. Сравнивались упрочняющие свойства кремнеземов при наличии гидрофобного и органофильного покрытия поверхности, состоящего из буто-кснгрупп, или же в отсутствие подобного покрытия. [c.809]

На основании сопоставления абсолютных изотерм адсорбции (отнесен-М1ЛХ к единице иоверхности сорбентов) на круиноиорнстом силикагеле и на прессованных и неирессовашшх порошках с непористыми шарообразными частицами А. В, Киселев приходит к выводу, что различная пористость ксерогелей объясняется разной плотностью упаковки первичных частиц. [c.87]

Целесообразно строить модель на основе принципа дискретизации рассматриваемого пористого тела на области, в пределах которых изменяется лишь один параметр, например, размер формируюш,их данную область вторичных частиц при заданной геометрической форме, строении и статистическом законе распределения плотности их упаковки, не принимая во внималие пространственные координаты их расположения. Наиболее просто осуществлять дискретизацию на основе экспериментальных кривых распределения объема пор катализатора по их. радиусам с учетом имеющихся теоретических представлений о морфологических особенностях исследуемых образцов. При этом, зная радиус пор в данной области (при заданной плотности упаковки вторичных частиц), можно рассчитать единственные и вполне определенные размеры этих частиц, а по величине объема пор, приходящегося на данную область, их общее количество. Учитывая удельную поверхность образца, его вес и размеры, легко определить геометрические размеры и число первичных частиц, формирующих вторичные, и предположить возможные варианты распределения координат всех частиц. [c.143]

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]

Анализируя абсолютные изотермы адсорбции спрессованных и неспрессованных порошков из шаровидных частиц (кварц, стекло), с одной стороны, и силикагелей, с другой, А. В. Киселев обнаружил большое сходство между этими двумя группами изотерм, что привело к созданию корпускулярной теории строения ксерогелей [55—57], основная идея которой была выдвинута А. 5В. Киселевым еще в 1936 г. [58]. Согласно этой теории, ксерогели представляют собой ансамбли первичных шаровидных частиц, слипшихся или мало сросшихся друг с другом. Величина удельной поверхности (внутренней поверхности пор) определяется в основном размерами этих первичных непористых частиц. Размеры и форма пор определяются размерами первичных частиц и их взаимной координацией, плотностью их упаковки [59]. Частицы силикагидрозоля имеют шаровидную форму [47, 60] и состоят из неправильно упакованных кремнекислородных тетраэдров, поверхностный слой которых заканчивается гидроксилами, что обеспечивает гидрофильные свойства поверхности. [c.10]

Ориентация и плотность упаковки частиц в коагуляционных структурах могут быть неодинаковыми в разных участках. Установлено, в частности, что в золях Ге(ОН)з имеется по крайней мере две группы частиц, отличающихся по механическим свойствам И52]. Это явление связано, вероятно, со способностью анизодиаметрических частиц Ре(ОН)з к построению тактоидоь — агрегатов с ясно выраженной периодичностью располон ения первичных частиц [153]. [c.88]

Упаковка сферических частиц с координационным числом 3 изображена на рис. 18. Если принять, что плотность частиц аморфного кремнезема равна 2,2, то при 5 = 0,056 свежеприготовленный влажный силикагель содержит 11,5% Si02 и 88,5% воды. Когда первичные частицы достаточно малы, могут образоваться гели, содержащие до 1 % Si02. Из этого следует, что некоторые частицы могут иметь координационное число 2, т. е. должны присутствовать короткие цепочки, состоящие по крайней мере из трех частиц SiOa. Например, можно рассчитать, что в геле, в котором координационные числа частиц вдоль какой-нибудь оси сетки равны 3, 2, 2, 3, 2, 2 [c.130]

Объем структуры со свободной упаковкой частиц, как и седиментационный объем, возрастает (снижается критическая концентрация структурообразования) с увеличением дисперсности, анизометрии частиц дисперсной фазы и первичных агрегатов. Соприкасаясь своими концами, частицы и их агрегаты образуют ажурную пространственную сетку. Чем выше дисперсность и сильнее анизометрия частиц и агрегатов, тем прн меньшей концентрации появляется предел текучести. Например, в суспензии кизельгура (легкая пористая горная порода), частицы которого имеют вид пленкоподобных неправильных пластинок, предел текучести наблюдается уже при концентрации — 3,0% (об.) Структурой с малой плотностью упаковки (свободная упаковка) обладают суспензии гидроксидов железа и алюминия с пластинчатыми мицеллами и пятиоксида ванадия с игольчатыми мицеллами. Нитевидные молекулы органических полимеров, особенно с полярными группами, придающими жесткость макромолекулам, образуют твердообразные структуры в водной среде при очень малых концентрациях полимера (агар —0,1%, желатина = 0,5%). [c.430]

Плотность порошкообразного ПВХ, определяемая пикнометрическим или волюмометрическим методом, является средней величиной для большого числа зерен различного строения, входящих в навеску порошка. Таким образом, в порошкообразном ПВХ должно существовать некоторое распределение по плотности. Используя градиентную трубку с системой четыреххлористый углерод — пет-ролейный эфир, Фукава и Хироси качественно показали наличие такого распределения. Была произведена количественная оценка распределения по плотности, характеризующего собой морфологическую неоднородность . Изучались микросрезы частиц суспензионного ПВХ известной плотности. Вид тонких срезов в косом отраженном свете показан на рис. IX.9, из которого видно, что частицы с плотностью, превышающей 1,40, имеют большое число крупных сквозных пор. На более толстых срезах можно проследить продолжение этих пор внутри частицы. По мере уменьшения плотности до 1,25 величина и количество сквозных пор уменьшаются. При этом срез становится более плотным, что объясняется, по-видимому, более плотной упаковкой первичных глобул в частице. Для частиц с низкой плотностью (менее 1,25) характерно наличие как мелких, так и крупных замкнутых пор. В эти поры при определении плотности пикнометрическая жидкость не проникает, чем и объясняется низкая плотность частиц такого строения. Таким образом, строение [c.261]

Таким образом, размер кристалликов, определенный рентгенографически, и, следовательно, величина поверхности первичных частиц не зависят от продолжительности старения в воде. В противоположность этому величина поверхности, измеренная по десорбции аргона, сильно изменяется. Это свидетельствует о том, что различие в величине поверхности исходного и старевшего образцов обусловлено не диснергацней частиц, а изменением плотности их упаковки. [c.42]

Николаев по результатам исследования высказал следующее обобщение. Труднорастворимые осадки представляют собой реальные кристаллы, состоящие из неправильно сросшихся блоков, что приводит к внутренним напряжениям и, следовательно, к ограничению их возможных размеров. Последнее определяет максимально возможную скорость фильтрации и оседания, а также упаковку слоя осадка при конечном отстое. Обобщение нашло в дальнейшем подтверждение в работе Кондратюк (1957 г.). Изучая процесс осаждения и структуры псевдоаморфных осадков на примере гидроксида магния, она показала, что частицы осадка Mg(0H)2 представляют конгломераты первичных частиц. Размер первичных частиц 0,03—0,04 мкм, размер конгломерата 5—50 мкм. Различие размеров конгломератов, полученных при разных условиях осаждения (Мд " -> ОН ОН — М +), вызвано различной пористостью. Пористость осадка, полученного при осаждении приливанием раствора, содержащего в щелочь составила 74% пористость при обратном порядке осаждения (ОН Mg ) составила 32%. Плотность осадков равна, соответственно, 0,6 и 1,6 г/см . [c.119]

Гидрогель необходимо отмыть от солей и высушить, в результате чего он преврагцается в ксерогель, представляюищй собой так называемую корпускулярную систему [27], состоящую из сферических частиц, связанных друг с другом в пространственном каркасе [26, с. 19]. Размером этих сферических частиц, числом контактов друг с другом, т.е. плотностью их упаковки, определяются такие характеристики ксерогеля, как удельная поверхность, объем и диаметр пор, механическая прочность. Нужно отметить, что первичные сферические частицы золя, представляющие собой сетки из беспорядочно ориентированных кремнекислотных тетр 1эдров, сохраняют свои размеры при переходе от золя к гидрогелю и затем к ксерогелю [28], если дополнительно не проводилось наращивание их размеров путем осаждения активного кремнезема [21, с. 423-428] или в процессе термической или гидротермальной обработки. Обнаружено, что наиболее развитая удельная поверхность и наиболее высокое содержание связанной воды получается при низких значениях pH. [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология