Поры в частицах силикагелей распределение по размерам

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]

Во многих реакциях веществ в твердом состоянии процесс, определяющий скорость, совершается на поверхности раздела двух фаз или на наружной и внутренней поверхности твердого тела. Поэтому знание величины активной поверхности часто является ценным, а для количественного рассмотрения и необходимым. Сходным образом большое влияние на реакции тонкодисперсных непористых порошков оказывают размер и форма индивидуальных частиц а также их распределение по размерам. Для таких порошков, спрессованных в таблетки, или для твердых тел с пористой структурой, как, например, уголь, металлические пленки, дегидратированные силикагели и т. п., основной интерес могут представлять радиусы пор и их распределение по размерам. Все эти данные относятся к физической форме исследуемого твердого тела часто требуется, кроме этого, знать также детальную структуру твердого тела и ее изменения в ходе реакции или поверхностную энергию и ее распределение. В этой главе рассматриваются главным образом методы соответствующих измерений и оцениваются получаемые с их помощью экспериментальные данные. [c.125]

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]

Подобная идеализированная ситуация, конечно, фактически не имеет места в реальных силикагелях, поры в которых представляют собой неправильной формы пространства между беспорядочно расположенными первичными сферическими частицами кремнезема. В качестве примеров, связанных с применением на практике таких систем, на рис. 5.10 показаны изотермы адсорбции пара воды и соответствующие кривые распределения пор по размерам, рассматриваемые Киселевым [146] для серии силикагелей, каждый из которых имеет относительно однородные по размерам поры. Объемы пор оказались по существу одинаковыми для силикагелей 2 и <3 и для силикагелей 4 и 5, что подтверждается примерно одинаковым количеством воды, требуемой для заполнения пор. Таким образом, для силикагелей 2 и 3 это количество составляет 50 ммоль Н2О в расчете на 1 г кремнезема, что равно 0,9 см- Н2О/Г ЗЮг. Площади под кривыми распределения пор по размерам для тех же двух образцов 2 и 3 примерно равны и также выражают значение, равное [c.674]

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]

Однородные крупнопористые адсорбенты имеют поры размером более 100—200 А и удельную поверхность менее 300—400 м2/г. Это в основном ксерогели (силикагели или оксид алюминия) или макропористые стеклянные частицы. Регулярность этой структуры получается в результате образования силикагелей в виде агломератов непористых глобул с относительно узким распределением по размерам. Такие гели очень удобны для газохроматографического анализа веществ с низкой и умеренной температурой кипения. [c.101]

Из общих соображений можно предположить, что для иммобилизации растущего конца макрорадикала необходима его встреча с некой структурной ловушкой, которую мы условно назовем микро-порой. Имеющиеся предварительные данные подтверждают такое предположение [172]. Было установлено, что при полимеризации ММА на таблетках аэросила А-175, спрессованных под давлением 130 МПа, начальная скорость процесса и М полимера приблизительно в 2 раза ниже, чем при полимеризации на порошке того же аэросила при прочих аналогичных условиях. Следует иметь в виду, что аэросил состоит из непористых сферических частиц 5102 размером 10-15 нм при довольно широком распределении частиц по размерам. Роль микропор в образцах аэросила, по-видимому, играют зазоры между частицами. Аналогичные результаты получены при полимеризации ММА (непосредственно под облучением или пострадиационной) на силикагелях с различной пористой структурой КСК (средний диаметр пор 28 нм) и КСМ (2,4 нм). Оказалось, что при прочих равных условиях на силикагеле КСМ скорость процесса и молекулярная масса ПММА сушественно (в 3-4 раза) ниже, чем на КСК. Полученные данные указывают на то, что увеличение в системе содержания микропор приводит к увеличению скорости обрыва цепей. [c.103]

В качестве адсорбентов наибольп1ее применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты, кристаллические и аморфные алюмосиликаты. Активные угли имеют полидисперсную пористую структуру и полимодальное распределение пор по размерам. Применяются активные угли в виде зерен цилиндрической формы диаметром 2—3 мм, длиной 4—6 мм и в виде частиц неправильной формы размером несколько миллиметров. Мелкопористый силикагель имеет поры радиусом около l,5 10" м, крупнопористый— порядка 5-10 м. Используются силикагели в основном для осушки газов и жидкостей. Алюмогели близки по свойствам силикагелям. Активный оксид алюминия применяется для осушки газов и очистки масел. Наиболее мелкопористые адсорбенты— синтетические и природные цеолиты — представляют собой пористые кристаллы. Поры цеолитов типа А и X — это сфероидальные полости диаметром 1,14-10- и 1,19-10 м с размерами входных окон около 0,3-10 и 0,9-10" м, соответственно. Цеолиты хорошо сорбируют молекулы Н2О, СО2 и органических веществ с кратными связями. [c.296]

Разработанная в семидесятых годах теория сложных явлений массбпереноса в хроматографических потоках способствовала созданию совершенных колонок. В это же время хроматографисты начали использовать в качестве неподвижных фаз малые частицы силикагеля (диаметр 3—10 мкм) с контролируемой пористостью. Успехи, достигнутые в синтезе силикагелей, позволили получать частицы нужного размера с определенным диаметром пор и нужным распределением пор по размерам. Эффективность в 10 ООО теоретических тарелок для колонки длиной в 15 см стала благодаря этому в настоящее время обычной. [c.241]

Силикагели представляют собой высокомолекулярное соединение типа (З Оа) . В отличие от активных углей, имеюших все три разновидности пор и отличающихся полимодальным распределением объема пор по рапиу-сам, для силикагелей характерна большая однородность пористой структуры с кривой распределения, имеющей обычно один максимум. Скелет силикагелей состоит из сферических частиц, сросшихся между собой в местах контакта. Среднее число контактов частиц колеблется от 4 до 12 и определяется условиями приготовления силикагеля. Пористая структура силикагеля определяется размерами частиц и средним числом контактов [35]. [c.26]

Известно, что частицы пористого силикагеля состоят из агломератов маленьких непористых микросфер [2]. Поры в частицах кремнезема представляют собой пространство между этими агрегатами микросфер и самими микросферами, и, следовательно, структурно-геометрические характеристики кремнеземного носителя (удельная поверхность, диаметр и объем пор) зависят от размеров и плотности упаковки микросфер или их агрегатов. Если диаметры пор одинаковы по всему объему частицы, то распределение пор очень узкое, а если присутствуют поры разных диаметров, то кривая распределения может не иметь четкого максимума или иметь несколько максимумов. Это обстоятельство очень важно для ВЭЖХ. [c.528]

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]

Активные угли, активная окись алюминия и силикагель не обладают упорядоченной кристаллической структурой и поэтому характеризуются неоднородной пористостью. Распределение пор по диаметрам у частиц адсорбентов может быть как узким (от 20 до 50 А), так и широким (от 20 до нескольких тысяч ангстремов). Широким распределением пор отличаются, в частности, активные угли, и поры в них доступны для молекул всевозможных соединений, за и ключeниe. t, пожчлуй, высокомолекулярных полимеров. Цеолиты имеют однородные поры (от 3 до 10 А), размер которых однозначно определяется строением элементарной ячейки кристалла. Все эти поры не способны адсорбировать молекулы, размер которых превышает диаметр пор. [c.11]

Рис. 109 иллюстрирует историю совершенствования качества пластинок с силикагелем, выпускаемых основной фирмой-поставщиком. Прежде всего удивительно то, что значения Кг даже в наиболее чувствительной области (Кг=0,5 рис. 54) изменялись менее че.м на 0.1 ед. для материалов, изготавливавшихся на протящении 20 лет (в 1986 г. отмечались все те же самые уровни). При подобной оценке, конечно, активность поддерживалась постоянной благодаря сохранению относительной влажности на уровне 40%. Единственный выпадающий за эти границы результат, соответствующий материалам, изготовленным в 1958 г.. обусловлен (вероятно) иной структурой пор. Скорость потока постепенно приближалась к более оптимальной (увеличивалась) в случае пластинок, изготавливаемых без закрепителя (для пластинок с закрепителем такое изменение происходило медленнее и в меньшей степени). Первое улучшение распределения частиц по размерам было отмечено в 1971 г. При уменьшении размера частиц (в 1976-1978 гг.) выявилось значительное повышение эффективности пластинок. Именно тогда появился термин "высокоэффективная тонкослойная хроматография", первоначально применительно к слоям с размером частиц 5 мкм. используемым в центробежной тонкослойной хроматографии (при работе с и-камерами). [c.306]

ВЭЖХ, производимых различными фирмами, и их основные свойства. Из этих данных видно, что большая часть сорбентов имеет достаточно близкие характеристики . = —12 нм, 5уд = 200—550 м /г, Куд=0,7—1,2 см /г. Форма частиц большинства представленных в таблице силикагелей — сферическая. Такая форма обусловливает меньшее гидравлическое сопротивление сорбента и способствует оптимизации структуры слоя, кроме того, освоенная технология сферических силикагелей обеспечивает получение более однородных по размерам частиц сорбента, что увеличивает выход целевой фракции. Указываемый (5 7 10 мкм) имеют обычно около 80—90% частиц. На рис. 111.3 представлено распределение пор и частиц по размерам силикагелей эрбасил и лихросорб. Видна значительная разница в степейи однородности, в существенной мере определяющей эффективность колонок. Лишь несколько фирм производят силикагели с существенным разнообразием свойств, позволяющим иметь весь набор структурных характеристик [c.231]

Рис. П1.3. Распределение частиц (а) и пор (б) по размерам для силикагелей эрбасил (сплошная) и лихросорб (пунктирная)

Концентрация этих кислот в растворе, в свою очередь, зависит от дисперсности частиц, образующих скелет силикагеля. По этой причине наиболее сильно изменяется структура пор и скелета силикагеля в первые часы обработки, так как исходный образец обладает наибольшей дисперсностью и концентрация кремнезема в растворе высока. В данных условиях растворенный кремнезем осаждается на глобулах разного размера, наряду с ростом глобул и пор это приводит к уменьшению однородности распределения пор по размерам. При дальнейшей обработке при 250°С концентрация кремнезема в растворе становится меньше и процесс геометрического модифицирования протекает медленнее, чем при обработке исходного силикагеля. В этих условиях кремнезем отлагается из раствора главным образом в местах контакта между частицами, что приводит к их срастанию без существенного увеличения размеров. В конечном счете крупные глобулы срастаются в червеобразные частицы и глобулярная структура превращается в губчатую. Полный переход крупноглобулярной структуры в губчатую достигается в процессе длительной обработки в автоклаве. [c.101]

Алюмосиликатный гидрогель обычно получают соосаждением обоих компонентов или осаждением гидрогеля окиси алюминия в присутствии свежеприготовленного гидрогеля двуокиси кремния. Кроме того, лабораторные образцы готовят путем гидролиза сложных эфиров. Некоторые характерные особенности приготовления и обзор литературы по этому вопросу дан Риландом и др. [112]. Морфология алюмосиликатных гелей весьма сходна с морфологией силикагелей, и, как показывают рентгенографические данные, вещество аморфно, если температура нагревания не превышает 1070 К. Как правило, первичные сферические частицы имеют средний диаметр 3—5 нм и такой же средний размер пор. Удельная поверхность колеблется в интервале 200—700 м /г. Содержание окиси алюминия в промышленных образцах составляет 10—30 мол. %. Характер распределения алюминия в структуре геля зависит от условий получения в ряде случаев наблюдалось в основном равномерное распределение [112—114], что, вероятно, является типичным. Вообще соосаждение дает более равномерное распределение компонентов. Возможность образования дискретных агрегатов окиси алюминия при ее содержании менее 30 мол. % незначительна. [c.78]

Кремневая кислота х5102-г/Н20 содержит большое количество воды. При нагревании она постепенно теряет воду, а при прокаливании превращается в оксид кремния(IV). Частично обезвоженная студнеобразная крехмневая кислота-твердая, белая, очень пористая масса, обладающая большой адсорбционной способностью, носит яазвапие силикагель. Силикагель, имея гидрофильную поверхность (состоящую из полярных частиц), энергично адсорбирует воду и слабо неполярные жидкости (углеводороды, эфиры, масла и др.)- Силикагель 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.337]

Силикагели представляют собой более однороднойор исты со рбенты по сравнению с активными углями. Если активные угли характеризуются нолимодальным распределением суммарного объема пор по радиусам, то для силикагелей типична кривая распределения с одним максимумом. По данным электронно-микроскопических и адсорбционных исследований [1—3] скелет силикагелей образован сферическими частицами, сросшимися между собой в местах контакта. Среднее число контактов частиц, колеблется от 4 до 12 и зависит от условий получения силикагеля. Для пористости силикагелей имеет значение и размер частиц, и среднее число контактов. Как зависит общий объем свободных полостей от числа контактов, можно видеть из данных табл. 29, где-приведена пористость слоя однородных и правильно упакованных шаров при различных числах контактов. [c.169]

Неоднородная глобулярная модель. Значение О определяется, как и для однородной модели. Распределение числа частиц по числам контактов находится исходя из очевидного соображения, что в системе одинаковых сферических частиц размер сужений между ними может изменяться исключительно за счет изменения плотности их упаковки. Следовательно, кривые распределения объема пор по их размерам в монодисперсных глобулярных системах отражают в конечном счете распределение числа частиц по числам контактов. Как известно, многие реальные адсорбенты с частицами коллоидных размеров, в том числе силикагели, действительно близки к моно-дисперсным [79]. Поэтому опытные кривые распределения объема пор, полученные методами капиллярной конденсации и ртутной порометрии, можно использовать для нахождения дифференциальной кривой распределения числа частиц по числам касаний [72, 73]. Для этого интегральная кривая У—Цй) разбивается на участки. На каждом из участков поры размером до di до +1 имеют объем (А1 )п. В этом интервале по рис. 4.20 числа контактов варьируют соответственно от щ до /г,+ь имея среднее значение т. Поскольку для (см. рис. 4.20) пористость равна то для рассматриваемого интервала объему пор (АУОп соответствует объем частиц [c.265]

Ситовая (гель-фильтрационная) хроматография связана в основном с различием в скоростях диффузии молекул и макромолекул компонентов смеси в поры соответствующих сорбентов, в частности набухающих органических пористых полимеров — сефадексов, биогелей, а также ненабухающих макропористых силикагелей или силохромов и макропористых стекол. В этом случае вещества с большими молекулярными весами, образующие наиболее крупные частицы, практически не диффундируют в поры и поэтому элюируют первыми. Удерживаемые объемы таких веществ на подходящих по размерам пор ситах увеличиваются с уменьшением их молекулярных весов или объемов. Это позволяет разделять олигомеры и смеси полимеров по молекулярным весам и в благоприятных случаях определять их размеры или молекулярновесовое распределение, а также производить препаративное фракционирование полимеров, очистку вирусов и бактерии [8]. [c.414]

В качестве исходного силикагеля для получения водоустойчивых гранул был выбран силикагель КСМ-кусковой. Силикагель измельчался на вибромельнице (модель 7М-10-03) в течение 5, 15, 30 мин., преобладающий размер его частиц, определенный седиментометрическим меточном (по Фигуровскому), колебался от 7 до 3 мк в зависимости от длитель-Г е Сти виброизмельчения. Распределение объемов нор полученных образ- -л в в интервале эквивалентных радиусов 300 ООО—2.9 А определялось с помощью поромеров низкого и высокого давлений [5] и на основании ределения истинной (й) и кажущейся (8) плотностей г ор — объем пор ределялся в интервале эквивалентных радиусов от 300 ООО до 31 А, ., 2.9 А рассчитывалось как разность г —снимались изотермы сорбции пкртв воды, определялся предельный объем сорбционного пространства по парам бензола ш ), вычислялись значения суммарной пористости (у ) и объема макропор iv ). Динамическая активность образцов по нарам воды (Сд), их насыпные веса (А) и механическая прочность гранул по сопротивлению на раздавливание и на истирание (Рист) определялись в соответствии с [6]. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология