Поры в частицах силикагелей поверхность пор

Поры представляют собой пустоты и зазоры между частицами. Таким образом форма пор в силикагеле сложнее, чем капиллярная. Размеры и форма пор зависят от размеров и плот1к сти упаковки сферических частиц, поперхиость которых составляет внутреннюю поверхность пор. КорпускулярЕюе строение характерно также и для другого типа высушенных гелей — алюмогелей [1]. [c.151]

Органические полимеры, не имеющие пористости и внутренней поверхности, доступной для адсорбции из газовой фазы, нельзя использовать для поглощения вредных газов и в газовой хроматографии. Чтобы устранить эти недостатки, были созданы органические пористые адсорбенты с более жестким скелетом и достаточно крупными порами, в которые могут проникать молекулы из газовой фазы. Жесткость сополимера весьма существенна, так как позволяет органическому адсорбенту сохранять пористость в широком интервале температур и снижает растворение в нем молекул, родственных по химической природе звеньям, образующим скелет этих адсорбентов. Для придания жесткости используют реакции сополимеризации со сшивающим мономером. Чтобы увеличить объем и размеры пор, реакцию сополимеризации проводят в присутствии инертного растворителя (порообразователя), растворяющего мономеры, но не растворяющего сополимер. Регулируя количество сшивающего мономера и инертного растворителя, можно получать различные по жесткости и пористости адсорбенты с близ-кой к силикагелю глобулярной структурой скелета (см. рис. 3.3). Поры в этом случае представляют собой зазоры- между глобулами. Эти первичные глобулы химически соединяются друг с другом во вторичные частицы — пористые зерна. При эмульсионной полимеризации получаются сферические зерна. Удельная поверхность пористых сополимеров этого типа порядка 1—10 При избытке сшивающего мономера последний сам образует полимер, ухудшающий свойства пористого сополимера. [c.112]

Силикагель по своей химической природе является гидратированным аморфным кремнеземом с общей формулой 8Ю2 иНгО. Промышленные силикагели выпускают с широкой гаммой размеров пор, частиц, удельной поверхности и т. д. Существенное влияние на свойства силикагелей оказывают гидроксильные группы, покрывающие его поверхность и связанные с атомами кремния. [c.42]

Количество групп как силанольных, так и силоксановых на единицу массы силикагеля зависит от ряда факторов. Так, чем больше удельная поверхность силикагеля (она меняется в пределах от 1000 до 15 м /г), тем больше групп обоих типов находится на сорбенте в колонке и, следовательно, сильнее удерживание взаимодействующих с ними веществ. Далее, в процессе получения силикагеля он подвергается сушке, от длительности и условий которой зависит соотношение силоксановых и силанольных групп. При сушке геля поликремневой кислоты — исходного продукта для силикагеля — сначала идет поликонденсация с выделением воды и образованием жесткого скелета силикагеля. При нагревании до 200°С вся физически сорбированная вода удаляется, а поверхность остается полностью гидроксилированной, т. е. количество силанольных групп будет максимальным, а силоксановых — минимальным. Если продолжить нагревание, силанольные группы начнут отщеплять воду с образованием силоксановых групп этот процесс заканчивается примерно при 1000°С. Дальнейшее нагревание приводит к спеканию частиц силикагеля с уменьшением как объема пор, так и размера частиц, а затем и к плавлению с образованием кварца. [c.89]

Как было показано в гл. 4, способы горячего ионного обмена или электродиализа с использованием более концентрированного раствора силиката натрия дают возможность получать коллоидный кремнезем с заданными большими размерами частиц ири концентрации ио крайней мере 12—15 % 5102. Остаточные небольшие количества натрия могут быть удалены путем проведения дальнейшего ионного обмена. Изменяя концентрацию и размер кремнеземных частиц в золе, который затем подвергается гелеобразованию, представляется возможным приготовить силикагель с заранее заданным размером пор, объемом пор и удельной поверхностью. [c.705]

Другие дополнительные примеры не оставляют никакого сомнения в том, что при нагревании силикагелей в водяных парах при температуре менее 700°С форма и размер частиц силикагеля, или гранул, остаются неизменными, тогда как внутренняя структура подвергается сильному огрублению, сопровождаемому значительным понижением удельной поверхности и расширением пор, хотя объем пор при этом не изменяется. [c.745]

В сорбционной технике наибольшее применение находят порошки, частицы или гранулы которых имеют развитую внутреннюю пористость. Поры между гранулами или транспортные поры облегчают или ускоряют приток внешней среды к частицам, а внутренние поры обеспечивают развитую поверхность с большой емкостью поглощения тех или иных компонентов среды. Примерами таких сорбентов служат силикагель, алюмогель и др. Очевидно, что в этом случае для характеристики рабочих свойств порошка необходимо раздельно характеризовать развитость транспортных пор и пор внутри частиц. [c.90]

В заключение подчеркнем, что активность слоя силикагеля зависит от размера ого пор, строения поверхности и текстуры основного вещества. Стандартные марки силикагелей имеют поры различных диаметров с различным распределением этих диаметров по величине, но определенного объема. Они характеризуются разными поверхностными свойствами и специфическими изотермами адсорбции воды. Эти параметры определяют хроматографические свойства сорбентов. Помимо первичных свойств, связанных с размерами пор и активностью поверхности, важными характеристиками сорбента являются размеры частиц и их распределение, которые определяют скорость потока растворителя в пространстве между отдельными частицами, а также внутри пор. Длительность разделения, величины и высота тарелок в значительной степени зависят от вторичных параметров. Таким образом, стандартизация нескольких видов силикагелей с узким распределением пор и частиц по размерам является необходимым условием получения воспроизводимых результатов хроматографического разделения. [c.114]

В качестве адсорбентов используются твердые вещества, обладающие большой пористостью. Наиболее распространенными адсорбентами являются активированный уголь (1 г угля имеет поверхность пор от 200 до 1000 м ) и силикагель (поверхность пор до 500 м в 1 г). Адсорбенты приготовляются в виде зерен размером 2—8 мм или пыли с размером частиц 50—200 мкм. [c.200]

Механизм спекания кремнеземных материалов был изучен Киселевым и Никитиным с сотр. [36, 37]. Они показали, что при термической обработке спекание силикагеля происходит путем срастания глобул, образующих его скелет, причем структура силикагеля из глобулярной превращается в трубчатую. В процессе спекания частицы сближаются друг с другом, зазоры (поры) между ними уменьшаются, что приводит к уменьшению объема пор и удельной поверхности. Процесс спекания аморфного силикагеля можно рассматривать как результат вязкого течения стекловидной массы геля при высоких температурах под действием сил поверхностного натяжения. Однако вследствие очень большой вязкости стекловидного кремнезема этот процесс даже при 900—1000 °С протекает крайне медленно. По-видимому, аналогично протекают процессы и при термической обработке диатомитов при получении твердых носителей для газо-жидкостной хроматографии [7]. [c.154]

В целях повышения адсорбционных свойств, а та1 же для придания других специфич, особенностей производят модифицирование А. Термич. обработка приводит к спеканию, в особенности тонкопористых А. поверхности А. становятся более однородными (нанр., графитирование саж). Обработка горячим паром силикагелей, алюмосиликатных катализаторов и т. и, приводит к увеличению размеров образующих скелет А. частиц, сокращению поверхности и расширению пор. Обработка ух лей газами-окислителями приводит к расширению пор и увеличению их объема. Образоваиие и разрушение иоверхностных химич. [c.19]

При высушивании гидрогеля кремневой кислоты структурная сетка из связанных между собой сферических частиц сохраняется. В результате увеличения числа частиц и возникновения прочных связей между ними образуется жесткий кремнекислородный каркас. Поры этого каркаса рассматриваются как зазоры между частицами. Основные характеристики пористой структуры определяются размером частиц и плотностью их упаковки. На химические и адсорбционные свойства силикагеля в значительной мере оказывает влияние наличие группы = 81—ОН. ОН-группы занимают в основном вершины тетраэдров, выходящие на поверхность скелета силикагеля [14]. [c.92]

У сплошных не слишком малых частиц твердого тела, как кристаллических, так и аморфных, доля поверхностного слоя невелика. Однако она может быть увеличена на несколько порядков, если твердое тело имеет пористую структуру. Такими телами являются, например, активированный уголь и силикагель. Первый получается путем сжигания древесины при малом доступе воздуха. При этом основная масса древесины обугливается. Однако часть материала сгорает и улетучивается, оставляя многочисленные поры. Силикагель получается обезвоживанием геля кремниевой кислоты. Как уже указывалось в 8.5, гель представляет собой сетку, образованную полимерными молекулами, в данном случае молекулами кремниевой кислоты, с захваченными в большом количестве молекулами воды. У таких материалов поверхность может достигать сотен квадратных метров па грамм адсорбента, и это делает возможным адсорбцию значительного количества газа или растворенного вещества. [c.315]

Применение их основано на явлениях адсорбции — концентрации, сосредоточении жидких или газообразных веществ на активной поверхности тонко измельченного адсорбента. Способность адсорбировать составные части растворов обусловливается огромной пористостью частиц адсорбентов. Каждая крупинка их пронизана многочисленными тончайшими канальцами — порами, которые создают сильно развитую внутреннюю поверхность на единицу веса тела. Так 1 г силикагеля дает поверхность в 460 [c.292]

Силикагель, имея гидрофильную поверхность (состоящую из по-лярных частиц), энергично адсорбирует воду и слабо неполярные жидкости (углеводороды, эфиры, масла и др.). Он также поглощает вещества из растворов в органических растворителях. Применяется в промышленности для улавливания некоторых газов, водяных паров, для очистки нефти, керосина и как катализатор. Промышленность изготовляет ряд марок силикагеля с различным размером и распределением пор. [c.365]

Каталитическую активность гетерогенного катализатора характеризуют константой скорости реакции, отнесенной к одному квадратному метру поверхности раздела фаз реагентов и катализатора, или скоростью реакции при определенных концентрациях реагирующих веществ, отнесенной к единице площади поверхности. Промышленные катализаторы применяют в форме цилиндров или гранул диаметром несколько миллиметров. Гранулы катализатора должны обладать высокой механической прочностью, большой пористостью и высокими значениями удельной поверхности. Большую группу катализаторов получают нанесением активного агента, например платины, палладия, на пористый носитель (трегер) с высокоразвитой поверхностью. В качестве носителей применяют активированный уголь, кизельгур, силикагель, алюмогель, оксид хрома (П1 и другие пористые материалы. Носитель пропитывают растворами солей металлов, например Pt, Ni, Pd, высушивают и обрабатывают водородом при 250—500° С. При этом металл восстанавливается и в виде коллоидных частиц [л = (2 -f- 10) 10 м1 осаждается на поверхности и в порах носителя. Можно провести синтез катализатора непосредственно на поверхности носителя, пропитав носитель растворами реагентов, с последующей термической обработкой. Так получают катализаторы с металлфталоцианинами, нанесенными на сажу, графит и другие носители. Широко применяются металлические сплавные катализаторы Ренея. Их получают из сплавов Ni, Со, u, Fe и других металлов с алюминием в соотношениях 1 1. Сплав металла с алюминием, измельченный до частиц размером от 10" до 10" м, обрабатывают раствором щелочи, алюминий растворяется, остающийся металлический скелет обладает достаточной механической прочностью. Удельная поверхность скелетных катализаторов превышает 100 м г" . Такие катализаторы применяются в процессах гидрирования, восстановления и дегидрирования в жидкофазных гете рогенно каталитических процессах. [c.635]

Силикагель представляет собой гидратированную форму окислов кремния 5102-п НаО. Его применяют в виде частиц шарообразной формы или в виде гранул. В зависимости от размеров пор и формы зерен выпускают крупно- и мелкопористый силикагель марок АСК, КСК, МСК, ШСМ и др. Силикагели имеют чрезвычайно развитую поверхность адсорбции. Удельная поверхность силикагелей достигает, сотен квадратных метров на грамм. Меха- низм адсорбции на силикагеле довольно сложен. Кроме чисто физических процессов адсорбции протекают процессы химического взаимодействия между различными гетероорганическими соединениями нефтепродуктов и адсорбентом. [c.259]

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Пористость этих углей составляет 60—75 %, а удельная площадь поверхности 400—900 м /г. Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависят от структуры пор, их величины, распределения по размерам. В зависимости от преобладающего размера пор активированные угли делятся на крупно- и мелкопористые и смешанного типа. Поры по своему размеру подразделяют на три вида макропоры размером 0,1—2 мкм, переходные размером 0,004—0,1 мкм, микропоры размером менее 0,004 мкм. Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой. Растворенные органические вещества, имеющие размеры частиц менее 0,001 мкм, заполняют объем микропор сорбента, полная емкость которых соответствует поглощающей способности сорбента. В табл. 4.2 приведены полная емкость и объем микропор для активированных углей различных марок. [c.134]

Полезные свойства силикагеля определяются возможностью получения материалов с заданным размером частиц, различными размерами пор сорбентов, разной удельной поверхностью и высокой механической прочностью. Ведущие фирмы-производители выпускают десятки сортов силикагеля, пригодного для решения разнообразных задач разделения. Именно силикагель чаще всего служит сорбентом в режиме нормально-фазовой хроматографии. В этом случае сорбция разделяемых соединений определяется их способностью взаимодействовать с поверхностными силанольными ( = 81—ОН) и силоксановыми ( = 51—О—81 = ) группами. [c.31]

Активной поверхностью твердых адсорбентов служит не только наружная поверхность их зерен (гранул), но и главным образом поверхность бесчисленных пронизывающих их тонких пор — капилляров. Благодаря этому каждая частица адсорбента имеет огромную поверхность, площадь которой составляет сотни квадратных метров на 1 г вещества. Например, удельная поверхность активированного угля составляет до ЮОО м г, силикагеля. 300—450 мР- г, окиси алюминия 180—370 м 1г и отбеливающих глин 100— 300 мУг. [c.86]

Н-групп/м2 Следует упомянуть несколько подобных исследований. Авторы работы [234] измерили размер частиц в золях, полученных из силиката натрия с отношением 5102 МагОз 3,22 1 в процессе гелеобразования при pH 3,25 3,53 и 4,05. Начальный размер частиц, измеренный методом рассеяния света, составлял 10—20 А по мере того, как шел наблюдаемый визуально процесс гелеобразования, эти частицы вырастали до 40—50 А, а затем формировались агрегаты размером вплоть до 1200 А. Гартнер и Грис-бах [235] приготовили аналогичные золи при pH 3— 6 и показали, что средний радиус пор получаемых силикагелей менялся постепенно от 10 до 70 А с постепенным понижением удельной поверхности. Это снова подтверждает, что чем выше значение pH, тем большим получается размер первичных частиц. [c.711]

Вулф [262] запатентовал условия, при которых более предпочтительно получается хлопьевидный силикагель. В работе [263] описано воздействие температуры замораживания на получаемый объем пор. Бутчер и Симпсои [264] запатентовали способ высушивания замораживанием кремневой кислоты, получаемой ионным обменом, после ее стабилизирования гидроксидом аммония. Более высокое значение pH, вероятно, способствовало росту частиц перед процессом гелеобразования, так что удельная поверхность частиц силикагеля диаметром около 60 А составляла 450 м /т, а диаметр пор 70 А. [c.725]

Был предложен осушенный растворитель, в частности для дегидратации сферических частиц силикагеля или гращ/л. Си и Бейли [302] получали катализатор в виде прочных шариков посредством застудневания капелек золя в несмешивающейся жидкой среде с последующим промыванием геля органическими жидкостями. (спиртами), чтобы извлечь воду перед высушиванием. Неймарк и Шейнфайн [303] показали, что использование уксусной кислоты и спиртов играет важную роль для понижения поверхностного натяжения и смачивания поверхности пор. [c.738]

Согласно данным Чуанга и Тао [477], напряженные поверхностные силоксановые группы SiOSi до некоторой степени оказываются способными образовывать свободные радикалы. Такие радикалы уничтожаются при воздействии воды или нитрометана. Радикалы могут обнаруживаться по аннигиляции позитронов. Возможность наблюдения за аннигиляцией О-пози-трония в силикагеле представляется уникальным способом исследования размеров частиц, размеров пор и природы поверхности кремнезема. [c.988]

Поверхностные группы порошков ненористых кремнеземов располагаются на внешней искривленной стороне частицы. Для частиц, имеющих диаметр больше 200 А, кривизна поверхности уже мало влияет на расстояние между гидроксильными группами. Однако возможно, что гидроксильные группы, находящиеся внутри очень узких пор в силикагелях, вследствие искривления поверхности могут быть благоприятно расположены для образования водородной связи. [c.292]

Тонкопористые силикагели состоят из небольших частиц с плотной упаковкой, а крупнопористые — из частиц больших размеров с более рыхлой упаковкой. Полости между шаровидными частицами (глобулами) образуют пористую структуру силикагеля. Средний радикс пор мелкопористых силикагелей составляет 10—20 А, а крупнопористых — 50—100 А и более. Общий удельный объем пористости колеблется в достаточно широких пределах — от 0,21 до 4,00 см г, а удельная поверхность некоторых силикагелей, достигает 650—800 м /г. Особо тонкопористые силикагели, радиус пор которых соизмерим с размерами адсорбируемых молекул, проявляют свойства адсорбентов первого структурного типа. [c.26]

Первой проблемой в колоночной хроматографии является надлежащий подбор колонки. Следует уточнить тип применяемого адсорбента (силикагель, оксид алюминия и т. д.), а также размер частиц, характер поверхности (суммарная удельная поверхность, размеры пор) и, особенно если предполагается применение ЖХВД,— геометрию частиц (сферическая или неправильная форма) и их тип (полностью пористые или поверхност-но-пористые). Далее необходимо определить, какое количества [c.189]

При прокаливании обычных силикагелей при достаточно высоких температурах (700—950° С в зависимости от размеров пор) скелет силикагеля спекается, так что объем пор резко уменьшается [27, 39—41]. При воздействии же на силикагель водяного пара при высоких температурах (около 700—800° С) [21, 23, 24, 40, 41] и особенно при гидротермальной обработке силикагеля в автоклаве [25, 42, 43] объем пор меняется сначала незначительно, а удельная поверхность резко сокращается. Это происходит за счет исчезновения мелких глобул кремнезема и сильного роста крупных глобул [21, 23—25]. В результате этого обработка горячим паром и гидротермальная обработка в автоклаве ведут к резкому. расширению пор [15, 25, 40—43]. Таким путем можно легко снизить удельную поверхность силикагеля до 50— 25 м г и ниже при расширении пор до тысяч ангстрем [25, 41, 43]. На электронных микрофотографиях подтененных угольных реплик с исходного силикагеля и с таких макропористых силикагелей (рис. 28, а и б) отчетливо видны увеличивающиеся в размерах крупные частицы гидратированного кремнезема, состоящие из сросшихся глобул [25]. При дальнейшем повышении температуры и давления пара в автоклаве происходит изменение корпускулярной структуры в губчатую (рис. 28, виг). Далее пористость геля постепенно исчезает, в его массе появляются сферолиты (рис. 28, д) с характерной кристаллической структурой (рис. 28, е). [c.70]

Катализаторы нанесенного типа получили широкое распространение. Для таких катализаторов формирование нужюй пористости сводится к регулированию макроструктуры твердого тела. В настоящее время разработаны методы геометрического модифицирования частиц высокодисперсного непористого кремнезема — аэросила— и частиц, образующих скелет пористого кремнезема — силикагеля, алюмосиликагеля и др. Геометрическое модифицирование приводит к росту частиц, сглаживанию их поверхности и получению весьма однородных пор [56,135, 136]. Так, при прокаливании и обработке паром можно изменить пористую структуру алюмосиликатов [136—142]. Однако эти два фактора оказывают различное влияние на структуру. При прокаливании удельная поверхность А1—51 сокращается пропорционально уменьшению общего объема пор, ири этом размер пор существенно не меняется. При обработке паром объем пор уменьшается медленнее, чем удельная поверхность, а размеры иор резко увеличиваются. [c.86]

Следует напомнить, что диатомитовые силикагели в основном используются в промьпиленности в качестве вспомогательных фильтров. Они захватывают частицы из фильтруемого раствора, не давая им проходить или забивать фильтр. Например, вращающийся фильтр защищается вспомогательным фильтром от суспензии. Затем через вспомогательный фильтр начинают пропускать фильтруемый раствор, содержащий суспендированные частицы. По мере накопления на наружной поверхности вспомогательного фильтра частиц из вещества тонкой суспензии верх вспомогательного фильтра срезается пeциaльньп л ножом и на нем образуется свежая поверхность. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вспомогательный фильтр не выйдет из строя, и тогда его следует заменить. [c.359]

Силикагель представляет собой гидратированную форму окислов кремния 8102 пНгО. Его применяют в виде частиц шарообразной формы или в виде гранул. В зависимости от размеров пор и формы зерен выпускают крупно- и мелкрт пористый силикагель марок АСК, КСК, НСК, ЩСК и др. Силикагели имеют чрезвычайно развитую поверхность адсорбции. Удельная поверхность, силикагелей достигает [c.59]

Носители неподвижных фаз. В ГЖХ НФ наносят на твердый носитель (см. рис. 28.12). Носитель должен обладать достаточной удельной поверхностью, механической прочностью, однородным распределением пор и размеров частиц, а также способностью смачиваться НФ. Весьма важными свойствами являются малая адсорбционная активность и химическая инертность, что достигается специальной обработкой носителя. Как правило, используют носители с поверхностью I—5 м /г, предварительно обработанные кислотами, щелочами и специальными реагентами для уменьшения адсорбционной активности. Наиболее часто применяют носители на основе диатомита (кизельгур)— осадочной породы, состоящей из панцирей диатомовых водорослей. Кроме того, используют стеклянные мккрошарики, силикагель, тефлон и некоторые другие материалы. [c.623]

Кремнезем — это диоксид кремния во всех его формах кристаллический, аморфный или гидратированный. Наиболее универсальны аморфные пористые кремнеземы, так как их структурные характеристики (величина поверхности, диаметр и объем пор, размер частиц и их прочность) можно изменять в широком интервале. Аморфный кремнезем имеет следующие разновидности аэросилы — безводные, аморфные частшда кремнезема, получаемые при высокой температуре аэросилогели (силохромы) — очень чистая и геометрически однородная форма пористого аморфного кремнезема с удельной поверхностью 70—150 м /г силикагели — сухие гели поликремниевой кислоты (одна из самых важных разновидностей аморфного кремнезема, выпускаемая промышленностью) пористые стекла — особая форма аморфного кремнезема. [c.249]