Течение жидкого адсорбата

ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОГО АДСОРБАТА [c.59]

Рис. 21. Капиллярное течение жидкого адсорбата

При высоких относительных давлениях, когда происходит полимолекулярная адсорбция и капиллярная конденсация, процесс переноса в сорбирующих порах может происходить путем течения жидкого адсорбата. Течение вязких жидкостей также носит активированный характер, в этом случае энергия активации требуется для преодоления сил сцепления между молекулами. Энергия активации вязкого течения жидкостей равна приблизительно одной трети — одной четверти теплоты испарения [5]. Для ассоциированных жидкостей она больше, чем для нормальных, и заметно зависит от температуры. В качестве примера в табл. 12 приведены величины энергии активации вязкого течения некоторых жидкостей. [c.108]

В табл. 30 приведены экспериментальные данные, полученные в опытах с фреоном. Таблица дополнена нами графой, содержащей отношения 8/-В , т. е. отношение потоков в адсорбционной и газовой фазах. Из данных таблицы следует, что в области заполнений меньших объема монослоя, который составлял в данном случае 1,17 мМ г, количество вещества, транспортируемое по поверхности, несколько меньше потока в газовой фазе. В области заполнений, превышающих объем монослоя, наблюдается резкое увеличение скорости течения, что должно быть отнесено за счет течения жидкого адсорбата. Аналогичная картина получена в опытах с сернистым газом. [c.171]

Более детально вопрос о течении жидкого адсорбата исследован Карманом в работе [7]. Когда поры полностью заполнены жидким адсорбатом, то переноса в газовой фазе нет и наблюдаемая скорость течения должна быть отнесена к течению жидкого адсорбата. [c.171]

Благодаря наличию в сорбентах пор разных размеров вполне возможна такая ситуация, когда в тонких порах происходит капиллярная конденсация и вещество перемещается за счет течения жидкого адсорбата, а в более крупных порах перенос происходит путем молекулярной диффузии или вязкого течения в газовой фазе. Очевидно, с увеличением пористости и, следовательно, среднего размера пор доля потока в газовой фазе при сохранении постоянства давления возрастает, а количество капиллярно-сконденсированного вещества и, следовательно, доля этого вида переноса в общей скорости потока уменьшается. При наложении этих двух процессов можно предполагать, что кривая зависимости суммарной скорости переноса от пористости пройдет череа минимум. [c.172]

В этой связи возникает еще один интересный вопрос что происходит, когда толстая адсорбированная пленка (например, пленка жидкости на стекле [73] или адсорбированная при Р° пленка воды на пиролитическом углероде [68]) покрывается объемной жидкостью Сохраняет ли, в частности, толстая межфазная пленка при погружении твердого тела в жидкий адсорбат свою толщину и структуру, образуя поверхность раздела с объемной жидкостью, или же свойства пленки монотонно меняются от поверхности твердого тела к жидкости Этот вопрос, по-видимому, еще не изучен, хотя его решение имело бы важное значение для проблем, связанных с течением жидкостей и выбором оптимальных моделей для адсорбции из растворов (см. разд. 1Х-1). [c.291]

Мы убедились в том, что молекулы адсорбата могут находиться на поверхности адсорбента в течение длительного времени. Интересно поставить вопрос — как проводит это время молекула в адсорбционном слое В результате колебаний атомов адсорбента, между ними и молекулой адсорбата происходит непрерывный обмен энергией. Если молекула получит импульс, нормальная составляющая которого превысит Qa, молекула покинет поверхностный слой. Если же этот импульс будет направлен, в основном, тангенциально к поверхности, молекула будет скользить по ней, сталкиваясь с другими молекулами. Такая поверхностная подвижность молекул составляет физическую основу явлений растекания и смачивания. Жидкость растекается по жидкой поверхности на 2—3 порядка быстрее, чем по твердой, поскольку микрошероховатость отсутствует и все точки жидкой поверхности энергетически равноценны. Но и на твердых поверхностях существование двухмерной подвижности установлено экспериментально. Хорошо известный пример с растеканием насыщенного раствора КС по стеклу в солевых мостиках, с последующим высыханием, и образованием ползущей твердой корки, иллюстрирует это явление. В работах Фольмера было установлено, что молекулы бензофенона уходят из кристалла по стеклу на расстояния порядка 0,1 мм, значительно превышающие молекулярные дистанции. [c.134]

Процессы адсорбции — это, в первую очередь, процессы очистки, для которых вопросом первостепенной важности является вопрос о минимально возможном остаточном содержании адсорбата в жидкой фазе. Чтобы дать на него ответ, нанесем на рис. 9, кроме линий баланса 7 и Г, изотерму адсорбции (кривая 2). С течением времени концентрация вещества в растворе уменьшается (с, сг и т.п.) и возрастает величина адсорбции а, аг и т.п.). Изменение концентрации продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты значения с и а, лежащие на пересечении линий 7 и 2 Дальнейшее течение самопроизвольного процесса очистки прекращается. Более существенное понижение концентрации в растворе, чем с, получить невозможно. Сойти с прямой 1 при заданном значении НЖ (и, что то же самое, при заданном значении НТ) не позволяет закон сохранения материи, а перейти на продолжение прямой 1 в зазер-калье кривой 2 — один из законов термодинамики. Он гласит, что систему, находящуюся в равновесии, вывести из этого состояния может только внешнее воздействие. Итак, точка А—предельно достижимое состояние системы, концентрация с — минимально возможная при данных условиях остаточная концентращ1Я адсорбата в растворе, а. а — максимально возможная величина адсорбции. Предельные концентрации можно изменить, взяв иную НЖ (прямая 1 ), понизив температуру или использовав адсорбент с более крутой изотермой адсорбции (и то, и другое соответствует линии 2 и точке В). Для выбора условий процесса и расходных коэффициентов и предназначены построения, примеры которых приведены на рис. 9. [c.25]

Деароматизацию проводят при обычных рабочих условиях в жидкой фазе, пропуская сырье из емкости 1 через слой силикагеля, загруженного в адсорбер 3. Продолжительность стадии 30 мии. Неадсорбированные парафиновые и циклопарафиновые углеводороды поступают в ректификационную колонну 4, где отделяются легкие углеводороды — бутан или пентан, используемые в следующей стадии промывки адсорбента. Продолжительность стадии промывки 10 мии. Нижний продукт ректифицируют в колонне 6. Десорбцию ароматических углеводородов проводят потоком ксилолов, которые затем отделяют от иримеси парафиновых углеводородов в колонне 5, а от ароматического адсорбата — в колонне 7. Продолжительность стадии десорбции 40 мин. В течение первых 25 мин. смесь десорбата и десорбента выходит из десорбера с некоторым содержанием парафиновых углеводородов. Смесь бензола и толуола фракционируют в колонне 8. Десорбент циркулирует в замкнутом цикле. [c.309]

С, по-видимому, связано с течением адсорбата в жидком виде. Величина адсорбции в монослое при температуре О и — 33,1° С составляла соответственно 3,9 и 4,3 мМ г. [c.143]

Для исследования электронного взаимодействия в наиболее простых условиях рекомендуется проводить опыты при возможно более низкой температуре, т. е. при комнатной температуре или при температуре жидкого воздуха. Поскольку одного монослоя (и даже меньше) посторонних молекул достаточно для того, чтобы предотвратить или видоизменить электронное взаимодействие между адсорбентом и адсорбатом, поверхность адсорбента следует готовить в особенно высоком вакууме из предварительно расплавленных в вакууме металлов. Металлы с низкой температурой плавления, так же как и металлы с высокой температурой плавления, но с низкой температурой кипения лучше всего напылять в вакууме . . После отсоединения насосов в реакционном сосуде в течение 12 час. должен сохраняться вакуум выше 10 жж рт. ст., поскольку, например, кислород при давлении 10 мм рт. ст. может сильно изменить электронные свойства поверхности чистого металла. Необходимо избегать смазанных кранов и шлифов. До начала опытов систему следует обезгазить в течение нескольких часов при 400—500° С. Сосуд, в котором находится напыленный образец металла, не следует отъединять от насосов отпайкой стеклянных соединений, так как при плавлении стекла выделяются газы, которые могут загрязнить поверхность и изменить ее свойства. [c.337]

Первые два члена правой части уравнения выражают скорость течения преимущественно через крупные поры, третий член описывает течение жидкого адсорбата в мпкропорах. Применимость уравнения к экспериментальным данным будет обсуждена в гл. V. [c.61]

В области высоких относительных давлений, когда наступает капиллярная конденсация, зависимость коэффициента диффузии от заполнения определяется характером пористости. В однородных мелконорпстых сорбентах коэффициент диффузии возрастает с занолнением, так как в мелких порах скорость переноса за счет течения жидкого адсорбата больше, чем за счет диффузии в газовой фазе. Если же имеются крупные поры, соединенные друг с другом через мелкие поры, объемно заполняющиеся в адсорбционном процессе, то коэффициент диффузии в такой системе может как понижаться, так и повышаться с заполнением в зависимости от длины микропор и от соотношения радиусов макро-и микропор. При наличии такой связи для очень широких нор коэффициент диффузии с заполнением будет уменьшаться, так как проницаемость широких пор для газа больше, чем узких для жидкого адсорбата. Более определенную картину в каждом отдельном случае можно получить, сопоставляя проницаемости широких и узких пор. [c.115]

При рассмотрении механизма переноса и связи скорости сорбции со структурой пористого сорбента, по-видимому, следует различать две крайние области заполнений область малых заполнений и область больших заполнений сорбционного объема. В области малых заполнений перенос сорбируемого вещества происходит путем диффузии через газовую фазу и по поверхности, в крупных порах возможно также вязкое течение в газовой фазе. В области больших заполнений кроме перечисленных видов переноса имеет значение течение жидкого адсорбата в капиллярно-сконденсированном виде и в адсорбционной фазе. Вначале мы рассмотрим экспериментальные данные, относящиеся к области малых заполнений. [c.121]

В области больших заполнений, согласно гипотезе Флада и его сотрудников, возможно вязкое течение вещества в адсорбционной фазе. Основные идеи авторов и уравнения, описывающие скорость течения жидкого адсорбата, были изложены в гл. II. Для проверки выдвинутой гипотезы Фладом с сотрудниками выполнен ряд экспериментальных исследований скорости переноса сорбирующихся газов в активном угле. [c.148]

В количественной трактовке данных физической адсорбции могут возникнуть серьезные ошибки, если температура охлаждения такова, что давление паров адсорбируюш,егося газа слишком мало для установления быстрого равновесия между адсорбентом и твердым адсорбатом. Геометрия адсорбционной кюветы будет определять соотношение между газом, который сначала взаимодействует со стенками кюветы, и газом, взаимодействуюш,им с образцом. Если давление газа при первом пуске будет выше давления твердого адсорбата при температуре стенок кюветы, то некоторое количество газа образует твердый налет на стенке. Даже при эффективном охлаждении образец будет несколько теплее стенок охлаждаемой кюветы, особенно если он облучается ИК-пучком. Установление равновесия между конденсированным адсорбатом и адсорбентом может быть очень медленным процессом. Был проведен опыт (Литтл, 1960), в котором этилен замораживали на части стенки кюветы, охлаждаемой до — 195°, а образец пористого стекла в кювете поддерживали при комнатной температуре. Затем охлаждали образец до температуры только на несколько градусов более высокой, чем температура жидкого газа, а этилен в это время оставался в замороженном состоянии. ИК-спектр записывали при этих условиях эксперимента в течение 3 час, и при этом на образце не было обнаружено адсорбции этилена. Было найдено, что в такого рода экспериментах максимальная адсорбция этилена на образце происходит после ряда быстрых циклов нагревания адсорбата до испарения с последующим охлаждением до его конденсации. При испарении твердого адсорбата наблюдалась значительная адсорбция холодного газа на адсорбенте, и максимальная адсорбция, обнаруживаемая по интенсивности линий, устанавливалась очень быстро. Если кювета сконструирована так, что образец в этих условиях можно быстро удалить через клапан и изолировать от ячейки, содержащей замороженный адсорбат, то можно получить надежные адсорбционные данные при нагревании образца и измерении выделившегося газа. В описанной системе существует еще опасность того, что адсорбированный газ может конденсироваться в твердом виде на внешней поверхности адсорбента и при этом никогда не установится равновесие с внутренней поверхностью образца. В этом случае полученный спектр в основнол будет спектром чистого твердого адсорбата, а не спектром вещества в адсорбированном состоянии. [c.50]

К и II е т и к а А. данного вещества зависит от его концентрации в объемной фазе, темн-ры, химич. природы и геометрич. структуры адсорбента, природы и концептрации др. вen e тв в объеме и на поверхности. Скорость А. зависит от диффузии молекул адсорбата из объема к поверхности раздела фаз (внешняя диффузия), от миграции вдоль поверхности (поверхносгная диффузия) и от диффузии в порах (внутренняя диффузия). Диффузия в порах протекает значич олыю медленнее, че.и при А. на открытой поверхности. Наличие посторонних веществ сильно тормозит все эти виды диффузии. Физич. А. газов протекает почти мгновенно, если она не осложняется побочными процессами — медленным проникновением газа в капилляры и др. А. из жидких р-ров характеризуется более медленным течением процесса, что связано с меньшей скоростью диффузии в поверхностный слой и в глубь пор адсорбента. Скорость хемосорбции обычно при низкой темн-ре мала и растет с повышением темн-ры как скорость химич. реакции (т. и, активированная адсорбция, см. Хемосорбция). [c.23]