Иониты для молекулярной адсорбции и иониты как ионные или молекулярные сита

Увеличение степени адсорбции разветвленных парафиновых углеводородов при повышенной температуре может быть объяснено увеличением амплитуды колебания ионов решетки молекулярного сита и возможной некоторой пространственной деформацией метильной группы разветвления у парафинового углеводорода. Подтверждением такого объяснения может быть также плохая десорбция указанных разветвленных парафиновых углеводородов с молекулярного сита при пониженной температуре (кипящим к-гептаном в течение 24 ч). [c.31]

Наряду с образованием гидратов для обезвоживания используют также явления адсорбции, например, в так называемых молекулярных ситах. В кристаллической решетке молекулярных сит алюмосиликат-ионы расположены в виде сшитых колец, в результате чего образуются многочисленные трубчатые поры. Воду, находящуюся в этих [c.499]

В технологии сепарирования используются явления сортировки на молекулярном уровне (процессы в мембранах, молекулярное сито) либо специфической адсорбции (обмен ионов). [c.440]

Возможности масс-спектрального анализа моноолефинов расширяются в результате, упрощения состава исследуемой фракции за счет удаления других типов углеводородов и в результате применения комбинированных схем анализа фракций с удалением олефинов и ароматических углеводородов с помощью серной кислоты или адсорбции на силикагеле, гидрированием непредельных углеводородов, удалением к-парафинов с помощью молекулярных сит и т. д. [6]. В частности, большой интерес представляет комбинация масс-спектрометрии с газо-жидкостной хроматографией и каталитическим гидрированием [195], что позволяет осуществлять разделение на индивидуальные компоненты смесей, содержащих олефины, с последующим гидрированием ненасыщенных углеводородов и идентификацией по масс-спектрам продуктов гидрирования. Идентификация по масс-спектрам разделенных газо-жидкостной хроматографией компонентов без гидрирования и после гидрирования позволяет четко отличить соединения с идентичными масс-снектральными характеристиками, например моноолефиновые и моноциклические нафтеновые углеводороды, имеющие одинаковую молекулярную массу. Идентификацию пиков на хроматограмме проводят с учетом степени водородной недостаточности (г) в разделенных компонентах (по пик 1М молекулярных ионов, определяя значение 2 в формуле С Н2п+г)- Так, неизменное значение г = 2 до и после гидрирования характерно для парафинов. Неизменность величины 2 = 0 в продуктах разделения до и после гидрирования указывает на то, [c.75]

За последнее время фракционную адсорбцию все чаще проводят в колонках. Колоночная техника используется в трех важнейших способах разделения белков, основанных а) на явлениях адсорбции, б) на ионном обмене и в) на эффекте молекулярного сита (гель-фильтрации). Во всех этих случаях (во множестве известных вариантов) техника выделения и высокой очистки ферментов, а также иных белков остается в принципе одинаковой. Она быстро развивается и можно полагать, что будущее перечисленных приемов очень велико. [c.150]

В упомянутых в гл. I работах Цицишвили, Андроникашвили и сотр., в которых изучали цеолиты, содержащие различные катионы, замещающие ионы Ыа и Са, присутствующие в обычных молекулярных ситах, были измерены изотермы адсорбции Нг, СО, СН4 и других углеводородов на этих цеолитах и изучено влияние природы присутствующих в цеолитах ионов на величины адсорбции. [c.227]

Проблема установления связи между теплотой адсорбции газов и паров цеолитами и их внутренним строением и химическим составом — одна из центральных в фи-зико-химии молекулярных сит. В ранних работах, когда объектами исследований являлись природные цеолиты, всякие попытки соотнесения величии теплот адсорбции с какими-либо конкретными адсорбционными центрами были невозможны, так как структуры большинства цеолитов были не расшифрованы, а химический состав образцов обычно не определялся. Основное внимание уделялось выявлению особенностей и установлению некоторых общих закономерностей адсорбции на цеолитах. Например, на природном шабазите отчетливо был продемонстрирован эффект взаимодействия молекулярного квадруполя с ионами поверхности адсорбента [1]. [c.118]

Обработка спиртовым раствором едкого калия при соотношении 1 1, фракционированная дистилляция Ионный обмен на смолах, адсорбция на силикагеле в молекулярных ситах [c.222]

Адсорбция молекул из газовой смеси или из раствора жидкости, протекающая на внутренней поверхности пористых твердых тел, открывает широкие возможности для очистки технологических потоков, как, например, при осушке газов, извлечении ценных компонентов и при пропускании растворов через молекулярные сита . Хотя процесс иногда можно осуществить при противоточном движении жидкой и твердой фаз [65], твердые частицы чаще удерживают в неподвижном слое, пропуская жидкость до тех пор, пока не наступит почти полное насыщение слоя и небольшие количества адсорбата не начнут проскакивать через него. Затем слой необходимо регенерировать для восстановления его адсорбционной способности и извлечения адсорбированного вещества. Подобным же образом действуют синтетические ионообменные смолы [42 1 или встречающиеся в природе глины, которые адсорбируют ионы из водных растворов, вытесняя другие ионы, первоначально содержащиеся в матрице смолы. Процесс продолжают до тех пор, пока не произойдет почти полное насыщение смолы компонентами потока питания. Затем следует регенерация. [c.565]

Из данных, приведенных в табл. 4, следует, что при переходе от насыщенных угле водородов к окиси углерода и соответствую щим ненасыщенным углеводородам теплоты адсорбции увеличиваются. Величина теплоты адсорбции окиси углерода и алкенов молекулярными ситами зависит от катиона, компенсирующего отрицательный заряд алюмосиликатного каркаса. При поглощении на цеолитах окиси углерода и углеводородов с ненасыщенными связями теплоты адсорбции, помимо дисперсионного взаимодействия, определяются также ион-дипольным взаимодействием молекул адсорбата с катионами металлов первичных пор. [c.102]

Селективное растворение. Электролитическое растворение. Возгонка. Вакуум-экстракция газов из металлов. Сухое озоление органических проб. Зонная плавка. Пробирная плавка Фильтрация. Центрифугирование. Флотация Осаждение. Электроосаждение. Адсорбция. Разделение с помощью молекулярных сит. Ионный обмен. Экстракция. Испарение. Флотация. Кристаллизация. Электрофорез. Диализ. Ультрафильтрация. Ультрацентрифугирование [c.16]

Хроматография на молекулярных системах (гель-проникающая хроматография). Хроматография на молекулярных системах дает возможность разделять вещества в широких диапазонах pH, 1°, ионной силы и состава буфера. Незначительная адсорбция делает метод особенно ценным при разделении лабильных биологических макромолекул (например, ферментов). Благодаря только этим достоинствам хроматография на молекулярных ситах в основном служит для разделения и очистки в первую очередь белков (в том числе и ферментов), а также других составляющих мембраны компонентов. Кроме того, гель-проникающая хроматография с успехом применяется и в аналитических целях. [c.109]

Кристаллическая структура цеолита представляет собой пространственную решетку, образованную тетраэдрами 8104 или А104- Тетраэдр окиси алюминия по размерам несколько больше, чем тетраэдр кремнезема. Однако в структуре цеолита ион алюминия может изоморфно замешать ион кремния в тетраэдре кремнезема. Тетраэдр окиси алюминия несет отрицательный заряд поэтому положительный заряд, несомый катионом металла, связан с каждым тетраэдром окиси алюминия в кристалле. Эти катионы металлов и обусловливают возможность некоторого изменения размера пор в структуре цеолита. Они, вероятно, обусловливают также весьма большие силы избирательной адсорбции, характерные для молекулярных сит. Каталитическую активность молекулярных сит можно регулировать и изменять заменой катионов, содержащихся в кристаллической структуре. [c.199]

Избирательность и скорость адсорбции углеводородов на молекулярных ситах (цеолитах) зависят и от boii tb ионов, расположенных по краям входного отверстия, от температуры, так как в тех случаях, когда поперечный размер молекулы близок к размеру входного отверстия, для проникновения в полость адсорбента требуется значительная энергия. [c.217]

Мембраны с идеальной ионной избирательностью были практически получены при достаточно малой величине пор они относятся к классу молекулярных или ионных сит и обладают рядом особенностей. Зольнер получал электроотрицательные избирательные мембраны на основе окисленного коллодия или путем введения сульфированного полистирола в раствор коллодия, из которого изготовляются мембраны эти мембраны имеют толщину всего около 20—40 [X. Для создания окисленных групп в мембранах их подвергают действию ионизирующей радиации. Уилли и Патнод готовили мембраны прессованием тонкой смеси катионита и инертной смолы в виде дисков толщиной от 0,5 до 4 мм, но электрическое сопротивление таких мембран было выше. Электроположительные избирательные мембраны Зольнер готовил путем адсорбции основных белков протаминов на коллодийных мембранах, а Синха — прессованием тонкой смеси анионита и полистирола при 120— 130° и давлении 280 атм. Ионообменные мембраны можно также приготовить из каучуковых пленок путем их хлорирования и последующего аминирования. [c.216]

В 1гонографии подробно рассмотрены структуры, свойства, специфические особенности отдельных цеолитов, методы синтеза, химия цеолитов (в том числе ионный об1ген и адсорбция), а также основные типы молекулярных сит, выпускаемые в промышленности. [c.11]

В настоящее время цеолиты используются не только в адсорбции, но и в других самых различных областях химии, например в катализе и ионном обмене, между тем их по-црежнему называют молекулярные сита , хотя этот термин не дает представления о многих других сферах применения цеолитов и не отражает, в частности, хорошо известную способность цеолитов проявлять ситовые эффекты в каталитических и ионообменных реакциях. [c.12]

Идеальная матрица должна работать только по принципу молекулярного сита. Сшитые декстраны и полиакриламидные гели нельзя считать идеальными матрицами, и это необходимо учитывать при проведении эксперимента. Во-первых, эти материалы сильно сорбируют пептиды, содержащие остатки ароматических аминокислот (триптофана, тирозина и фенилаланина). При элюировании буферными растворами, содержащими вещества ароматической природы, мочевину или роданид калия, адсорбция несколько снижается, однако полностью не исчезает. Известно также, что адсорбция на сефадексе несколько возрастает при увеличении ионной силы [19], однако удовлетворительного объяснения этому явлению не дано. Во-вторых, матрица содержит небольшое количество карбоксильных групп. Вследствие этого независимо от молекулярного веса пептидов может наблюдаться ускорение компонентов, несущих отрицательный заряд, и удерживание или необратимая адсорбция основных пептидов. Этот эффект подавляется в том случае, если ионная сила буферного раствора превышает 0,02. [c.396]

Решение задачи оптимизации использования молекулярных взаимодействий компонентов смеси путем выбора соответствующей неподвижной фазы (адсорбента или жидкости, молекулярного сита) может быть найдено лишь на основе теории межмолекулярных взаимодействий в газах и жидкостях и между газами и жидкостями и твердым адсорбентом. Эта теория основывается на результатах изучения геометрии и химической природы молекул газа, молекул жидкости и поверхности твердого тела. Она представляет собою молекулярную теорию, поскольку ее задачей в области хроматографии является объяснение связи с молекулярными параметрами и вычисление термодинамических констант адсорбционного или распределительного равновесия (например, констант Генри для нулевых проб), определяющих селективность. Отсюда ясно значение молекулярно-статистических расчетов для развития молекулярных теорий адсорбции или растворения п их приложений к хроматографии, поскольку именно статистическая термодинамика указывает правильную количественную связь констант термодинамического равновесия с нотенциальпыми функциями межмолекуляриого взаимодействия. Однако по мере усложнения адсорбционной системы использование статистической термодинамики для количественных расчетов удерн иваемых объемов встречает затруднения, особенно в случае специфических взаимодействий и неоднородных поверхностей. Вместе с тем увеличение энергии и характеристичности взаимодействия влечет за собой возможность получения новой важной информации о специфическом молекулярном взаимодействии при использовании комплекса спектроскопических методов. Это помогает наполнить даваемые хроматографическими и термодинамическими исследованиями полуэмпи-рические и феноменологические связи между различными параметрами эвристическим содер/канием в смысле возможного приближения к молекулярным основам взаимодействия и селективности. Сюда относится,, в частности, использование регулирования специфхмеских взаимодействий, в частности электростатических взаимодействий динольных и квад-рупольных молекул с поверхностями ионных кристаллов и с поверхностными функциональными группами, использование и регулирование водородной связи и вообще взаимодействий донорно-акценторного типа и процессов комплексообразования. [c.34]

В соответствии с классификацией Киселева [1441 адсорбенты делят на три типа, к первому из которых принадлежат неспецифические, на поверхности которых нет каких-либо функциональных групп или ионов (угли, неполярные пористые полимеры), ко второму — адсорбенты, имеющие на поверхности положительные заряды (гидроксилы силикагеля, катионы молекулярных сит), к третьему — адсорбенты, имеющие на поверхности связи или группы атомов с сосредоточенной электронной плотностью. Адсорбентами последнего типа являются некоторые полярные пористые полимеры, например содержащие нитрильные группы, привитые сорбенты и т. д. Основными факторами, определяющими взаимодействие между разделяемым веществом и адсорбентом, являются дисперсионные силы (проявляющиеся при разделении, например, на колонке с углем), водородная связь (возникающая при разделении на силикагеле или окиси алюминия), а также другие типы полярных взаимодействий. Поэтому те зависимости сорбционных характеристик, которые были детально рассмотрены в разделе, посвященном неподвижным жидкостям, в большинстве случаев справедливы и для разделения на колонке с адсорбентами. Правда, следует иметь в виду, что если изотерма адсорбции существенно нелинейна, то удерживаемый объем зависит от концентрации компонента. [c.115]

В. А. Авраменко, А. П. Голиков (Институт химии ДВНЦ АН СССР). Одной из проблем, возникающих при моделировании адсорбционных процессов в численном эксперименте, является проблема жесткости адсорбента. Особенно важно учитывать подвижность атомов адсорбента при рассмотрении молекулярно-сито-вого действия адсорбентов. Так, например, величины энергетических барьеров проникновения молекул в полость цеолита типа А пол-ностью определяются подвижностью иона NbSh в восьмичленном окне. Высота энергетического барьера, определенного при минимизации энергии взаимодействия в системе молекула—кластер цеолита для адсорбции метана на NaA при подвижном ионе NaSn. почти в 3,5 раза больше, чем при неподвижном. Применение модели подвижного иона позволяет получить разумные значения энергетических барьеров. Для точного определения величины барьера необходим учет согласованного движения всех ионов цеолитной ячейки. [c.88]

Скорость сорбции веществ, входящих в одну группу, может сильно различаться в зависимости от их физико-химических свойств и прежде всего размера молекул. В качестве примера в табл. 40 приведены относительные коэффициенты диффузии некоторых газов в мордените различной ионной формы, а также в левините, полученные в работе Баррера [15]. Коэффициенты диффузии, как видно из данных таблицы, различаются в сотни и тысячи раз. При адсорбции газов на активных углях или силикагелях коэффициенты диффузии в таких же условиях различаются всего лишь в несколько раз. Кингтон и Лейн [16] теоретически показали возможность сорбции молекул с размерами, большими размеров входного отверстия, если молекула обладает достаточно большой энергией активации. Эти соображения подтверждаются экспериментальными данными Кеннона [17]. Кеннон сделал наблюдение, что дифторхлорметан при 25° С с очень малой скоростью сорбируется па молекулярном сите Линде 4А, хотя критический размер молекулы составляет 4,93 А и третий [c.193]

В 1925 г. при исследовании адсорбции ионов на глине Унгерер [1761 обнаружил возможность разделения небольших ионов по их размерам. Это открытие оказалось первым шагом на пути создания молекулярных сит или метода ионного обмена, на основе которого позже возник метод гель-про-никающей хроматографии. [c.114]

При более тщательном исследовании Флодин [19] установил следующие моменты. Действие колонки можно повысить наиболее эффективно путем уменьшения размера частиц декстранового геля. Вязкость исследуемого образца ставит некоторый предел применимости метода фильтрования через гели, однако эффекты разделения не зависят от концентрации растворенных веществ. Из раствора белка можно полностью удалить соли, используя для элюирования воду, но так как в этих условиях некоторые белки склонны выпадать в осадок, элюирование, видимо, лучше проводить при помощи летучего буферного раствора. Декстраны, помимо эффекта молекулярного сита, слабо адсорбируют ароматические и гетероциклические соединения кроме того, в зависимости от ионной силы и pH геля [20] может наблюдаться сильная адсорбция некоторых основных веществ. [c.219]

Области промышленного применения молекулярных сит в адсорбционных процессах весьма многообразны [3 4 5, с. 60—82 6]. Разработаны [4] методики расчетов отдельных стадий адсорбционных процессов осушки, очистки и разделения газовых смесей с применением цеолитов. В результате использования цеолитов удалось разделить смеси, трудно поддающиеся ректификации. Например, на цеолите NaX разделяется смесь тиофена и бензола. О целесообразности применения молекулярных сит свидетельствуют коэффициенты разделяющей способности смеси этана и этилена [7]. Для молекулярных сит — гетероионных адсорбентов этот коэффициент достигает 20 для анионного адсорбента (силикагеля) он равен 3, для ковалентного адсорбента (активного угля) не превышает 1,5. Большое содержание ионов натрия в NaX способствует значительно большей избирательности адсорбции этилена из его смеси с этаном, чем при использовании NaY [8]. Высококремнеземные цеолиты по сравнению со среднекремнеземным цеолитом NaX в адсорбционных процессах применяют ограниченно. Однако они обладают следующими преимуществами повышенной термоустойчивостью и стойкостью к газовым и жидким агрессивным (кислым) средам. Благодаря этим свойствам срок службы таких адсорбентов достигает двух лет и более. [c.159]

В Институте физической химии АН Украинской ССР в 1958 г. впервые в СССР синтезированы в лабораторных условиях молекулярные сита, являющиеся наиболее эффективными адсорбентами для глубокой осушки и тонкой очистки веществ (И. Е. Неймарк, М. А. Пионтковская, Р. С. Тютюнник, Г. Е. Лукаш, Г. С. Шамеко). Разработаны научно обоснованные методы нолучения новых цеолитных материалов путем ионного обмена, изоморфного замещения и изменения химического состава. В результате этих исследований расширен диапазон селективных, молекулярноситовых, ионообменных и каталитических свойств цеолитов. Установлено, что обменные катионы являются адсорбционными центрами и определяют специфику взаимодействия при адсорбции молекул разного строения и электронной структуры(И. Е. Неймарк, М. А. Пионтковская, А. И. Растрененко). [c.274]

Один из таких способов — использование молекулярных сит , т. е. применение ионообменников с определенным размером пор. Выбирают или тонкопористый обменник, через поры которого в состоянии проникнуть только истинные электролиты (тем самым сорбируются только истинные электролиты, а коллоиды и большие ионы остаются в растворе), или, наоборот, крупнопористую обменнонеактивную смолу, например смолу типа Е, с целью поглощения высокомолекулярных веществ или коллоидов в этом случае истинные электролиты остаются в растворе. Другим интересным методом разделения является метод опере-л ающего электролита. В данном случае используется способность обменников к общей адсорбции и решается задача поглощения неэлектролитов, а также очень слабых электролитов. Ионообменник заранее насыщается имеющимся в разделяемой смеси катионом, и тем самым блокируется его ионообменная способность (см. гл. 6, стр. 376—377). [c.170]

Чаще всего применяются процессы, относящиеся к группе 1, при этом используется связующая способность активных групп непосредственно или с помощью вспомогательных веществ для отделения одних ионов от ионов другого типа или заряда. Процессы 3-й и 4-й групп основаны на способности ионитов к молекулярной адсорбции. В процессах групп 2 и 4 используют иониты дополнительно как ионные или молекулярные сита, т. е. их разделяющую способность на основе различной величины разделяемых элементов. Последняя из упомянутых выще возможностей применения для ионитов дана потому, что иониты являются внутренне дисперсными веществами и многие из них обладают, как правило ван-дер-ваальсовыми силами, которые могут проявляться совместно с кулоновыми силами в довольно значительной мере. [c.376]

Существенно ие отличаясь по селективности адсорбции от цеолитов, пористые стекла — молекулярные сита обладают несколько меньшей, чем цеолиты, адсорбционной емкостью и меньшей адсорбцнонпо способностью но парам воды при малых давлениях. Последнее связано с различной природой адсорбционных центров (ионы у цеолитоп и гидроксилы у пористых стекол), а не с различием в размерах пор пористых кристаллов и пористых стекол. Но в ряду пористых стекол крутизна изотермы адсорбции воды, как это видно па рис. 1, заметно возрастает с уменьшением размеров пор (в направлепии от образца 8 к образцу 1). Специфической особенностью пористых стекол, выгодно отличающей их от цеолитов, является их абсолютная устойчивость к кислым средам. Эта пх особенность и выявившиеся возможности получения пористых стекол в виде механически прочных гранул, делают пористые стекла новыми перспективными адсорбентами. Ближайшей задачей исследователей и практиков является выявление конкретных возлюжностей практического использования этих адсорбентов. [c.239]

Скорость диффузии растворенного материала в инертную незаряжен ную трехмерную структуру зависит как от размера пор этой структуры, так и от размеров молекул диффундирующего вещества. Это явление служит основой для проявления эффекта молекулярных сит [1], который изменяется в тех случаях, когда материал сита содержит ионные группы, как в ионообменных смолах, или при взаимодействии диффундирующего вещества с ситом за счет адсорбции или комплексообразования. С практической точки зрения желательно, чтобы сито имело либо форму мембраны, что используется при проведении диализа (стр. 299) и не будет здесь рассматриваться, либо форму колонки из дискретных частиц. Наиболее удобным материалом для этого последнего применения является сефадекс — поперечно сшитый декстран разной степени пористости. Методика разделения аналогична методике хроматографирования на колонках и называется гель-фильтрацией [2] (см. стр. 273). [c.280]

Гельпроникаюи ая хроматография успешно применяется для разделения и очистки мембранных белков-ферментов, так как позволяет фракционировать вещества в широких диапазонах pH, температуры, ионной силы без адсорбции на носителе молекул разделяемых соединений. Метод основан на принципе обратного молекулярного сита более крупные молекулы быстрее проходят через слой мелких частиц носителя, а более мелкие (с диаметром меньше или равным диаметру пор в частице) — медленнее, так как диффундируют через поры инертного материала. В качестве молекулярных сит используют декстрановые, агарозные и поли- [c.220]