Измерение удельной поверхности адсорбента

Рис. 10.40. Установка для измерения удельной поверхности адсорбента.

Известно, что при низкотемпературной адсорбции азота обычное уравнение БЭТ справедливо при А > 0,05, когда первый слой почти заполнен. При этом неоднородность поверхности должна сказываться мало. В этих условиях обычное уравнение теории БЭТ, по-видимому, может быть использовано для измерения удельной поверхности адсорбентов. Однако, как показывают приведенные данные, к использованию измерений адсорбции при комнатной температуре для вычисления поверхности по уравнению БЭТ надо относиться с осторожностью. Действительно, при [c.145]

Практике для нахождения количеств адсорбированного вещества при заданных значениях р и Т, а также для измерения удельной поверхности адсорбентов зо [7]. [c.147]

Первая удачная попытка количественного описания изотерм различных типов посредством одного уравнения была осуществлена в работах Брунауэра, Эммета и Теллера. Теория БЭТ, названная так по фамилиям трех ее авторов, щироко используется в практике для нахождения количества адсорбированного вещества V при заданных значениях р и Г, а также для измерения удельной поверхности адсорбентов о [9]. [c.145]

На теории БЭТ основан стандартный метод измерения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, порошков и других материалов. Для этого используется уравнение БЭТ в линейной форме [c.51]

Рассчитывают значения Тл как отношения расстояний /, пройденных пером самописца от момента ввода пробы (точка О на рис. 12) до середины пиков (точка А), к скорости движения диаграммной ленты самописца. Затем по уравнениям (11.24) — (11.27) рассчитывают величины т , У и По уравнению (П. 30) вычисляют удельную поверхность адсорбента в колонке 2. Для расчета используют средние значения Ут,1 и Ут,2, найденные по результатам нескольких измерений. Полученные данные записывают в таблицу (см. табл. П.З). [c.49]

В процессе развития хроматографии как метода качественного и количественного анализа выявились не менее существенные ее возможности для измерения различных физико-химических характеристик изотерм адсорбции и распределения, теплот сорбции и энтропийного фактора сорбции (адсорбции и растворения), удельной поверхности адсорбентов, коэффициента активности, коэффициента диффузии и др. [c.187]

Особняком стоит метод Стила и Хелси [34], основанный на измерении методом газового пикнометра кажущихся объемов пористых адсорбентов при различных температурах по относительно мало адсорбирующимся газам, таким, как Не, Нз, N6, Аг, О2, N3, Кг, СН , с приближенным учетом температурной зависимости адсорбции. В ряде случаев получено близкое соответствие с удельными поверхностями адсорбентов, оцененными по методу БЭТ. Однако сложность вычислений по способу последовательных приближений является основным препятствием к широкому применению этого метода. [c.261]

Естественно, что попытки использования для измерений удельной поверхности адсорбентов адсорбции из водных растворов красителей, ПАВ или соединений, хорошо растворимых в воде, не принесли, да и не могли принести успеха. [c.100]

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ АДСОРБЕНТА [c.227]

Таким образом, при решении вопроса о том, можно ли использовать уравнение БЭТ для определения удельной поверхности адсорбентов по адсорбции какого-либо вегцества, нужно учитывать температуру, при которой проводятся измерения, и степень неоднородности поверхности. [c.145]

В пособии излагаются теория и методика качественного и количественного анализа и ряда физико-химических измерений (определение удельной поверхности адсорбентов, изотерм адсорбции н т. д.). Пособие содержит 35 лабораторных работ, сопровождающихся теоретическими введениями. [c.2]

Вообще следует заметить, что адсорбционная калориметрия при экстремально низких температурах может дать весьма богатую информацию не только о емкости монослоя, но и об энергетической неоднородности поверхности в чистом виде [1], о характере и природе взаимодействия с адсорбентом и т. д. Наконец, из данных по дифференциальным теплотам адсорбции путем графического интегрирования можно определить теплоту исчезновения адсорбционной пленки и отсюда — удельную поверхность адсорбента [3]. Этого можно достигнуть и непосредственным измерением теплоты смачивания пористого адсорбента с предадсорбированной смачивающей жидкостью [4], [c.141]

Другие свойства твердого тела, являющиеся функцией удельной поверхности, также могут быть измерены, но, однако, соответствующие методы не нашли широкого применения. В обзоре Молла [16], включающем сведения, взятые приблизительно из 150 литературных ссылок, были рассмотрены различные способы измерения удельной поверхности, разработанные до 1954 г., для всех типов твердых адсорбентов. Джой [17] в своем обзоре перечислил методы с применением адсорбции азота, которые были развиты к 1953 г. В 1969 г. проходил симпозиум [18] по общим проблемам определения удельных поверхностей, на котором особенное внимание уделялось аспектам адсорбционного метода БЭТ. [c.637]

Зависимость адсорбции от концентрации сорбата называется изотермой адсорбции (при постоянстве температуры). Эксперимент дает некоторый участок этой изотермы. Априори можно считать, что адсорбция должна увеличиваться и стремиться к пределу при увеличении концентрации сорбата, поэтому для нахождения предельной адсорбции необходимо экстраполировать изотерму к бесконечно большой концентрации. Корректно эту процедуру можно выполнить только при наличии уравнения изотермы адсорбции — аналитического описания зависимости адсорбции от концентрации адсорбирующегося вещества, причем уравнение должно включать в себя предельную величину адсорбции в качестве одного из параметров. Существует ряд подходящих уравнений и отработанных алгоритмов их применения для адсорбционного определения удельной поверхности [39]. Но изучение адсорбции не сводится только к измерению удельной поверхности дисперсных и пористых материалов, а имеет прикладное значение. Адсорбция лежит в основе улавливания и концентрирования редких элементов, очистки газов и жидкостей от нежелательных примесей. Адсорбенты предназначены для поглощения (адсорбции) различных веществ из растворов или газов. Адсорбция также является частью термодинамического цикла холодильных установок. Существует отдельная индустрия по производству как универсальных, так и специализированных адсорбентов. [c.549]

Длительное время не было надежных методов измерения удельной поверхности пористых тел. Некоторые исследователи [293—294] предлагали оценивать величину адсорбирующей поверхности сорбентов по теплоте смачивания органическими жидкостями, по предельной адсорбции различных красителей и спиртов из водных растворов [295— 297], основываясь на представлении об образовании моно-молекулярного слоя на поверхности адсорбента. Однако Киселев и его сотрудники [298] показали, что само представление о мономолекулярном строении адсорбционного слоя в случае адсорбции из растворов является неверным. Надо полагать, что полученные указанными методами значения не дают правильной оценки величин удельной поверхности пористых тел. [c.140]

Если удельная поверхность адсорбента велика, для измерения изменения массы адсорбента в результате адсорбции или терми- [c.95]

Прежде чем приступить к глубокому физико-химическому анализу любого процесса адсорбции, в первую очередь необходимо определить удельную поверхность адсорбента. Это можно сделать как в ходе самих адсорбционных измерений (адсорбционные методы определения удельной поверхности рассматриваются в следующей главе), так и с помощью ряда других методов, обсуждаемых ниже. Рамки этой книги не позволяют охватить все методы определения удельной поверхности. В частности, такие методы оценки размеров частиц и пор, как, например, оптическая и электронная микроскопия, дифракция рентгеновских лучей и методы, основанные на измерении проницаемости, здесь не рассматриваются. Подробные сведения по всем этим вопросам читатель может найти в работах [1, 2]. [c.416]

Использование уравнения изотермы БЭТ для оценки удельной поверхности адсорбентов получило настолько широкое распространение, что такой метод может в настоящее время считаться признанным стандартом. В качестве стандартного газа применяют азот, а стандартного пара — бензол. Измерения адсорбции достаточно производить в интервале p/pj от 0,05 до 0,35. [c.69]

Адсорбция п-хлоранилина из водного раствора может быть использована и для определения удельной поверхности адсорбентов по -методу де Бура. Построенная на основе измерения адсорбции п-хлоранилина на ацетиленовой саже с удельной поверхностью 130 лi /г стандартная -кривая позволяет определять величину поверхности пористых углеродных адсорбентов, не содержащих микропор. [c.87]

При оценке удельной поверхности адсорбентов по результатам измерения адсорбции из растворов исходят примерно из таких же соображений, что и при определении удельной поверхности по адсорбции газов. Однако в данном случае положение осложняется тем, что в растворах могут присутствовать крупные молекулы с неопределенной ориентацией на поверхности, способность которых проникать в поры адсорбента различна. Для правильной оценки удельной поверхности исследуемого материала прежде всего необходимо, чтобы соблюдалась определенная модель адсорбции. На практике это означает, что измерения ограничиваются такими системами, в которых реализуется изотерма Лэнгмюра, описываемая уравнением (1Х-П). При обработке экспериментальных данных, например по уравнению (IX-11), из соответствующего графика находят постоянную п- и затем по уравнению (IX-6) рассчитывают удельную поверхность 2 исследуемого образца. Единственная трудность — найти правильное значение ст . [c.320]

Для оценки надежности метода необходимо данные, полученные с его помощью, сопоставить с данными, полученными по стандартной методике, нашедшей наиболее широкое международное признание. Такой методикой является измерение адсорбции азота или паров бензола и вычисление из полученных изотерм адсорбции удельной поверхности адсорбента по уравнению БЭТ. Сопоставление результатов адсорбции из водных растворов ряда производных бензола, имеющих небольшую растворимость в воде, показало, что наиболее точные результаты (т. е. совпадающие с данными, найденными по методу БЭТ из измерений адсорбции паров бензола) были получены при использовании в качестве стандартного вещества /г-хлоранилина. Выбор л-хлоранилина обусловлен следующими его свойствами. При адсорбции м-хлоранилина из водных растворов на углеродных поверхностях АО° = 23,5 кДж/моль. Измерения АС° при адсорбции на техническом углероде, активных углях КАД, ОУ, БАУ дали одинаковые значения с максимальной погрешностью 0,1 кДж/моль. Согласно измерению площадь, экранируемая молекулой -хлор-анилина на углеродной поверхности при / 1, <Оэфф = = 5а/(а Л/д) = 0,495 —0,50 нм , что практически совпадает с площадью ван-дер-ваальсовской проекции молекулы п-хлоранилина, ориентированной параллельно углеродной поверхности, сом = = 0,49 нм . При такой ориентации адсорбированных молекул латеральные взаимодействия между ними минимальны. [c.100]

Более детальные сведения о фракталах интересующийся читатель может найти в работах [70, 71]. Здесь мы отметим лишь то весьма примечательное обстоятельство, что простое и в то же время достаточно строгое определение фрактальной размерности может быть сделано, в частности, из адсорбционных измерений. Эта возможность опирается непосредственно на основное определение (2.4). Так, значение Di может быть получено путем измерения зависимости емкости монослоя а от размера молекул адсорбата г , характеристического размера частиц 4 или удельной поверхности адсорбента [72-74] [c.26]

Ва всех указанных книгах отмечаются преимущества хроматографических методов измерения удельной поверхности перед использовавшимися ранее для этой цели статическими методами. Эти преимущества заключаются в сравнительной простоте и скорости измерения, а также в возможности использования серийно выпускаемой аппаратуры и автоматизации измерений, проведения измерений в условиях, близких к условиям использования адсорбентов и катализаторов, исследования влияния различных добавок на активность катализаторов и применения методов измерения для анализа агрессивных газов. [c.225]

На теории БЭТ основан стандартный метод измерения удельной поверхности адсорбентов, катализаторов, порошков п других материалов (метод БЭТ). По экспериментальным данным находят величину А. (см. рис. 1П.7), а затем по уравнению (П1.19) рассчитывают удельную поверхность. В качестве адсорбатов используют инертные газы (азот, аргон, криптон и др.), которые проявляют слабое межмолекуляр)юе взаимодействие на поверхносги адсорбента, чго находится в соответствии с исходными допущениями теории и обеспечивает достоверность получаемых результатов. Значения площади, занимаемой молекулой адсорбата в заполненном монослое шо принимают равной для азота 0,162 нм , аргона — 0,138 им-, криптона— 0,195 нм - . Для увеличения адсорбции таких газов ее ьедут при низких температурах, откуда и частое название ме-юда БЭТ метод низкотемпературной адсорбции. Уравнение изотермы БЭТ п[)именяется с хорошим приближением в области относительных давлений 0,05вносит искажения неоднородность по-иерхности (вывод уравнения БЭТ предполагает однородность поверхности), а при p/ps>0,3 сказывается взаимодействие между адсорбированными молекулами. [c.144]

Могут использоваться и другие газы и пары, особенно в тех случаях, когда некоторые затруднения вызывает применение аппаратуры охлаждения для создания температуры жидкого воздуха. Так, Киселев и Каманин [67] для измерения удельной поверхности и пористых свойств адсорбентов использовали метанол при комнатной температуре. При относительном давлении р/ро = 0,1 удельная поверхность оказалась равной 145а м /г, где а — количество адсорбированного метанола, ммоль/г, или приблизительно 4 молекулы СНдОН на 1 нм2. Фуран при 23°С и бутан и изобутан при 0°С образовывали монослойные покрытия, для них были вычислены площадки, приходящиеся на одну молекулу в монослое 42, 54 и 53 А соответственно [68]. Аммиак при температуре кипения дает монослойные покрытия, изменяющиеся в зависимости от природы поверхности кремнезема [69]. Моноксид азота (N0) адсорбировался в температурном интервале 181—293 К, что определялось измерением магнитной восприимчивости [70]. При р/ро = 0,214 адсорбированный бензол образовывал монослой на поверхности кремнезема из этих данных можно было вычислить удельную поверхность адсорбента [71]. Исходя из основных положений, Киселев [72] провел вычисления изотерм адсорбции, измеренных на силикагелях, которые различались по величине удельной поверхности, размерами пор и степени гидроксилирования поверхности. [c.645]

Для измерений удельной поверхности адсорбентов и твердых веществ в некоторых случаях применяется метод, разработанный Нельсеном и Эггертсеном [ 65] и называемый хроматографическим методом динамической десорбции . Поток газа-носителя (гелий или водород), содержащий адсорбат (чаще всего азот, реже бутан, бензол и т. д.) в концентрации от 5 до 30%, прохо- [c.227]

Удельную поверхность адсорбентов определяют на основании измерений изотерм адсорбции из растворов с последующим расчетом поверхности по методу БЭТ (так, как рекомендуется при измерении адсорбции газов). Применяя адсорбцию из растворов, следует однако иметь в виду, что в реальных условиях молекулы адсорбирующихся из раствора веществ могут покрывать далеко не всю доступную газам поверхность адсорбента, а оседать лищь на отдельных ее участках. Тогда результаты расчета поверхности по изотермам адсорбции могут оказаться преуменьшенными. В других случаях может идти полимолекулярная адсорбция. Тогда результаты расчета будут преувеличенными. [c.150]

Удельную поверхность адсорбентов на основе хроматографических измерений определяли Нельсон и Эггертсен, а также Рогинский, Киселев и др. Метод определения коэффициентов активности разбавленных растворов в процессе растворения газа или пара в жидкости предложили Кейлеманс и Квантес. Этот метод сыграл и продолжает играть важную роль в термодинамике разбавленных растворов и ее практическом приложении, например в технологии разделения экстрактивной дистилляцией. Метод получил дальнейшее развитие в работах Мартайра, Короля, Вяхирева, Решетниковой, Царфина и др. [c.250]

Были выбраны стандартные вещества для измерения удельной поверхности. Одним из таких адсорбентов является гидро-ксилированный кремнеземный порошок, не имеющий пор, РгапзИ ЕР [20] с удельной поверхностью 38,7 м /г. Впоследствии в качестве подходящих стандартов для проведения исследовательских работ такого рода в лабораториях всего мира было решено использовать два типа углеродной газовой сажи и два типа кремнеземных порошков. Два последних имеют обозначения ТК-800 (удельная поверхность 165,8 + 2,1 м /г) и Оаз] I (286,2 3,5 м /г) [21]. [c.637]

Для исследования адсорбции пара вещества, находящегося вблизи комнатной тенпературы в жидком состоянии, очень удобен, а при не слишком малых величинах удельной поверхности адсорбента 8 и достаточно точен, метод капиллярной жидкостной микробюретки. Этим методом определяют величину адсорбции с помощью измерения положения мениска жидкости в капилляре до и после адсорбции. Изменение положения мениска пропорционально количеству адсорбата, перептедшему из микробюретки в сосуд с адсорбентом [1, 15, 16]. [c.95]

В литературе [42] описан ряд микровесов с чувствительностью в пределах микрограмма. Их конструкция и принцип действия не слищком сложны, хотя изготовление их требует значительной аккуратности и внимания. Но если необходима более высокая чувствительность, трудность решения проблемы значительно возрастает например, достижение чувствительности 10 г становится уже самоцелью исследования. Прн определении удельной поверхности адсорбентов для измерения величин адсорбции едва ли необходима чувствительность весов больше 1 мкг. [c.372]

К методам приведения относится и так называемый -метод де Бура [167], получивший наибольшее распространение. Этот метод, как будет показано далее, представляет особый интерес при исследовании адсорбции из водных растворов, и к его более детальному анализу в этой связи мы еще должны будем вернуться. Для определения удельной поверхности адсорбентов по этому методу также пользуются стандартным адсорбентом с известной поверхностью. При исследовании адсорбции на углеродных материалах в качестве стандарта выбирают непористую сажу. Изотермы адсорбции стандартного адсорбата (азота) на обоих адсорбентах выражают в виде зависимости объема адсорбированного вещества 1>а от равновесного относительного давления. При этом плотность адсорбированного вещества принимают равной плотности его в жидком состоянии при той же температуре (как это впервые было допущено Поляни). Поскольку поверхность непорпстого стандартного адсорбента известна, то из величин адсорбированного объема вещества можно рассчитать среднюю статистическую толщину адсорбционного слоя I и представить ее как функцию plps В -методе допускается, что на адсорбенте с неизвестной удельной поверхностью одинаковой химической природы средняя статистическая толщина адсорбционного слоя при равных р р такова же, как и на адсорбенте с известной поверхностью. Это условие справедливо при приблизительном равенстве энергетических характеристик адсорбентов. Для всех таких адсорбентов должна существовать единая кривая = / (р/р.ч), что и подтвернадается большим количеством экспериментальных измерений [141, 142]. [c.71]

Этот косвенный метод измерения размеров частиц дополняет прямые методы. Однако он не дает возможности установить, относится ли полученный размер к самим частицам или к пустотам (порам) в образце. Иначе говоря, вопрос о природе, размере поверхности и строении пор остается открытым. Решение его может быть осуществлено путем привлечения методов, основанных на адсорбции газов и паров, которые часто, как показала многолетняя практика, являются единственно надежными исследованиями, позволяющими установить структурный тип адсорбента, характер распределения объема пор по размерам, величину и природу удельной поверхности адсорбента, форму пор и т. д. Весь комплекс таких исследований был назван А. В. Киселевым [42—44] адсорб-циоино-структурным методом исследования высокодисперсных тел. [c.104]

Дешнер и Стросс [77] в 1962 г. предложили новый вариант метода тепловой десорбции, позволяющий значительно уменьшить ошибки, возникающие из-за нелинейной зависимости между показаниями детектора и концентрацией адсорбируемого вещества, а также из-за изменения скорости потока газа при десорбции. Суть метода заключается в измерении удельных поверхностей путем сравнения площадей пиков для адсорбентов с известной и неизвестной поверхностями. При этом в ряде работ [40, 71, 75, 78] показано, что наиболее подходящим адсорбатом является аргон, адсорбция которого мало чувствительна к химической природе поверхности твердого тела. Кроме того, применение аргона вместо азота по ряду причин дает возможность увеличить точность измерений, а соответственно и точность определяемых удельных поверхностей, пропорциональных площадям десорбционных пиков [c.118]

Многие авторы для определения удельной поверхности адсорбентов использовали теплоты смачивания. Нэтрик и Гримм сделали попытку определения удельной поверхности силикагеля, допустив, что его поверхность покрыта пленкой конституционной воды, имеющей нормальное значение полной поверхностной энергии обычной жидкой воды, т. е. 118.5 эрг/см . Разделив измеренную в калориметре теплоту смачивания водой сухого силикагеля на эту величину, Пэтрик и Гримм получили удельную поверхность. Очевидно, что сделанное допущение является весьма грубым приближением, пригодным лишь для оценки порядка величины удельной поверхности. Бартелл и Фу пытались учесть влияние природы поверхности твердого тела, введя величины так называемых адхезионных констант. Методы их определения и вычисления по ним удельных поверхностей из теплот смачивания подробно рассмотрены нами в обзорной статье о работе и теплоте адсорбции жидкостей , поэтому здесь мы не будем на этом останавливаться. [c.176]

По данным патентной литературы [ЗЗ], удельная поверхность адсорбента должна составлять 10-100 м /г (лучше 10-15 м /г), активность, измеренная по методу микроактивности - МАТ, 10-20%, диаметр пор 100-600 А.. [c.30]

Выше был рассмотрен метод определения удельной поверхности адсорбентов и катализаторов, основанный на хроматографическом измерении изотермы адсорбции и последующем расчете по этой изотерме удельной поверхности методом БЭТ [17]. Несколько в стороне от этой группы работ стоит уже рассматривавшееся выше исследование Куге и Иошикавы [23], показавших возможность вычисления поверхности твердого тела по излому на хроматографическом пике, соответствующему переходу от адсорбции преимущественно монослоем к полимолекулярной адсорбции. Метод этот, хотя и позволяет по одному измерению определить поверхность, однако применим только для случаев, когда изотерма адсорбции [c.126]