Влияние величины поверхности и структуры пор адсорбента

Адсорбируемость веществ зависит от их природы, строения молекул, а также от природы и структуры адсорбента (величины удельной поверхности, размеров пор). Адсорбируемость углеводородов обычно возрастает с увеличением их молекулярной массы, однако значительное влияние на нее оказывают структура и размеры молекул. Так, парафиновые и нафтеновые углеводороды поглощаются в меньшей степени, чем ароматические. Сернистые соединения лучше сорбируются, чем содержащие их парафиновые и нафтеновые углеводороды. Непредельные низкомолекулярные углеводороды (этилен, пропилен) адсорбируются лучше, чем соответствующие их предельные аналоги (этан, пропан). [c.21]

ВЛИЯНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПОВЕРХНОСТИ И СТРУКТУРЫ ПОР АДСОРБЕНТА [c.236]

Величина поверхности — одна из главных, но не единственная характеристика сорбционных и каталитических свойств твердого тела, тем более что она функционально связана с его пористостью, определяющей доступность поверхности для адсорбирующихся молекул. Для обеспечения максимального протекания процесса желательно иметь адсорбент или катализатор такой пористой структуры, которая при заданных условиях опыта не создавала бы затруднений диффузии реагентов внутрь пор и отводу продуктов реакции в объемную газообразную фазу. Поэтому, чтобы предсказать размер пор, необходимый для достижения определенной активности твердого тела, нужно создать модель его пористой структуры, а затем рассмотреть вопрос о влиянии различных факторов на кинетику сорбционного процесса и химических реакций и лишь после этого наметить пути улучшения его активности и селективности. [c.41]

Влияние величины поверхности и структуры пор адсорбента 237 [c.237]

Рассмотренные случаи адсорбции на химически модифицированных поверхностях адсорбентов — иллюстрация взаимного влияния природы адсорбата и адсорбента на сорбционный процесс, его величину и геометрические параметры структуры. Кроме того, возникают определенные трудности и при определении удельной поверхности таких адсорбентов по методу БЭТ, особенно это касается оценки величины молекулярных площадок. Дело в том, что упаковка молекул адсорбата в монослое на химически однородной поверхности и на модифицированной различна. Вследствие этого величина молекулярных площадок, рассчитанных из значений плотности жидкости и полученных адсорбционным методом, не совпадает и изменяется соответственно изменению химической природы поверхности твердого тела и ее сродства к природе адсорбата. [c.151]

Существует несколько методов визуализации адсорбтива на поверхности адсорбента. К ним относятся эллипсометрический и электронно-микроскопический методы. Эллипсометрический метод позволяет оценивать толщину адсорбированного с.лоя по величине поляризации отраженного света [196—198]. Исследования с помощью электронного и отчасти светового микроскопов позволяют обнаружить взаимодействие полимера с поверхностью субстрата вследствие образования характерных структур в зоне контакта. Этот вопрос более подробно рассматривался в гл. III в связи с проблемой влияния подложки на структуру прилегающих слоев полимера. [c.22]

Геометрическая структура адсорбентов влияет на величину удерживаемых объемов, селективность разделения и степень размывания полос. Влияние величины удельной поверхности s на удерживаемые объемы в настоящее время изучено достаточно полно [1, 2]. Известно [2, 3], что для непористых и однородно-макропористых адсорбентов удерживаемые объемы Vr, i разделяемых веществ пропорциональны S. Для неоднородно-пористых и тонкопористых адсорбентов такой пропорциональности уже не наблюдается, так как за счет увеличения энергии адсорбции в тонких порах молекулы многих веществ адсорбируются в них сильнее [1—3]. Кроме того, адсорбционные методы определения s для тонкопористых адсорбентов осложняются конденсацией в тонких порах. [c.104]

Думается, что следует продолжить детализацию теории физической адсорбции с целью приближения ее механизма к реальным адсорбентам и получения лучшего количественного согласия теоретических и экспериментальных данных. Совершенно очевидно, что решение этой задачи представляет большие трудности, связанные с учетом фактора дефективности структуры адсорбентов, влияния кривизны их поверхности на величину адсорбционного потенциала, энергию взаимодействия адсорбат—адсорбат, состояние конденсированных слоев и т. д. [c.6]

Для ряда молекул с одинаковым числом звеньев и ряда изомеров показано преобладающее влияние геометрич. структуры адсор-батов на последовательность величин удерж, объемов и теплот адсорбций на графитированных сажах — неспецифических адсорбентах с однородной и плоской поверхностью. [c.133]

В работах [2—9 изучались адсорбция спиртов и кислот гомологического ряда на пористых адсорбентах, сили агелях и алюмогелях, а также на активных углях. В результате этих исследований было установлено, что предельно адсорбированное количество с ростом углеводород,ного радикала падает, а предельно адсорбционный объем в случае достаточно крупнопористых адсорбентов остается постоянным [6—9 . Это положение было обобщено авторами [4, 6— 9] как правило постоянства предельного адсорбированного объема. Наблюдавшееся падение адсорбции в гомологическом ряду объяснялось либо изменением растворимости членов гомологического ряда, т. е. свя-вывалось с объемными взаимодействиями в растворах [2], либо влиянием пористой структуры адсорбента, когда вместо образования правильно ориентированных слоев предполагалось плотное заполнение пор молекулами адсорбирующегося вещества [4,6— 10]. В случае непористых гидрофильных адсорбентов, по мнению авторов [3, 6, 9]. можно было -ожидать, что предельно адсорбированное количество спиртов и кислот гомологического ряда постоянно, поскольку взаимодействие адсорбированных молекул с поверхностью в этом случае осуществляется за счет полярных групп, а углеводородные радикалы обращены к раствору. Эта точка зрения не получила экспериментального подтверждения. Проведенные в работе [11] измерения адсорбции неограниченно растворимых спиртов и кислот из водных растворов иепористой сажей показывают, что предел адсорбции растёт с увеличением числа атомов углерода в моле-куле. В противоположность этому в работе [12 были получены близкие величины предела адсорбции этилового и пропилового спирта из водных растворов на саже. [c.114]

Таким образом, вопросы влияния на газо-адсорбционное разделение грубой геометрической структуры адсорбентов, величины их удельной поверхности, связанного с нею влияния неоднородности поверхности, а также формы пор и их распределения по размерам и распределения по глубине зерна адсорбента имеют большое значение. Как и в случае проявления влияния химического состава поверхности, здесь полезно обобщить имеющиеся данные. [c.68]

Установление равновесия в адсорбционном слое протекает медленнее оно может длиться часы или даже сутки. Это время в большей мере зависит от химической природы адсорбента и адсорбата, термодинамического качества растворителя, молекулярно-массового распределения полимера и др. Влияние последнего фактора обусловлено возможностью перераспределения адсорбированных макромолекул во времени — вытеснением менее крупных молекул более крупными. Экспериментально указанные два процесса трудно различимы, так как измеряемые на опыте зависимости величин адсорбции и толщин адсорбционных слоев в суммарном виде отражают кинетические зависимости как диффузии макромолекул к поверхности, так и установления равновесной структуры адсорбционного слоя. [c.40]

Величина адсорбции газа или пара зависит не только от его природы, но и от условий протекания процесса сорбции, в первую очередь от давления, температуры и структуры адсорбента. При прочих одинаковых условиях с повышением давления пара, как правило, увеличивается его адсорбция. Однако на разных участках адсорбционной изотермы это влияние сказывается неодинаково. Например, для непористых или микропористых адсорбентов оно сильно проявляется в области низких относительных давлений, в то время как для крупнопористых его действие ошутимо только при более высоких давлениях, близких к давлению насыщения. Характерно, что в области заполнения монослоя рост адсорбции замедляется с повышением давления, образуя на изотерме адсорбции пологий участок, величина которого зависит от внутренней структуры пористого тела. При дальнейшем повышении давления количество адсорбированного вещества увеличивается за счет полимолекулярной адсорбции, завершающейся в случае пористых тел капиллярной конденсацией. При этом характер адсорбционной изотермы, отражающей внутреннюю структуру твердых тел, дает возможность определить степень развития пор того или другого вида, установить структурный тип адсорбента, величину и природу его удельной поверхности. [c.144]

Особенно характерно поведение на графитированной саже терненов, сильно различающихся по геометрической структуре. Наличие функциональных групп в этих молекулах не сказывается на порядке их выхода из хроматографической колонки и на энергии взаимодействия. Сильнее удерживаются молекулы преимущественно плоские, т. е. способные к наиболее выгодному расположению на базисной грани графита, когда расстояния наибольшего числа силовых центров до плоской поверхности адсорбента минимальны. Поэтому слабее удерживаются бициклические терпены сказывается даже влияние размера их колец на удерживаемый объем. Моноциклические терпены удерживаются сильнее бициклических. Сильнее всех должны удерживаться алифатические терпены. Молекулы, близкие по своей геометрии, имеют одинаковые теплоты адсорбции и их разделить не удается [3]. На рис. 2, на котором представлены в качестве иллюстрации зависимости удерживаемых объемов от потенциальной энергии адсорбции (по Леннард-Джонсу) для к-алканов от С до Сц наблюдается хорошее совпадение теоретически рассчитанных величин с экспериментально полученными величинами удерживаемых объемов. [c.77]

С практической точки зрения помимо достаточной селективности (т. е. достаточного различия в удерживаемых объемах компонентов разделяемой смеси) и приемлемого времени разделения (т. е. не слишком больших абсолютных величин удерживаемых объемов), при достаточно высокой эффективности колонны (т. е. при достаточно быстром массообмене в объеме зерен) адсорбент должен обеспечивать и достаточно высокую емкость колонны, необходимую для дозирования больших проб. Селективность адсорбента и абсолютные (в расчете на единицу поверхности) величины удерживаемых объемов в основном зависят от химической природы поверхности и элюента. Влияние этих факторов рассмотрено в разд. 1—4 этой главы. Эффективность же адсорбционной колонны зависит в значительной степени от размера и формы зерен и структуры пор адсорбента. Влияние этих факторов рассмотрено в гл. 12. Здесь мы рассмотрим влияние удельной поверхности адсорбента на удерживаемые объемы. [c.236]

В литературе приведено мало сведений о влиянии геометрической структуры адсорбентов на параметры удерживания в жидкостной хроматографии. Снайдер [35] отметил, что константы Генри прямо пропорциональны удельной поверхности адсорбентов 5 и что адсорбенты для жидкостной хроматографии должны иметь величину 5 не менее 50 м /г. Однако отмечалось также [35], что удовлетворительные результаты получались и на адсорбентах с меньшей 5. Непосредственной связи селективности колонны с величиной 5 Снайдер [35] не обнаружил, хотя и допускал, что в некоторых случаях влияние гео- [c.236]

Следует отметить, что высказанные соображения об определяющей роли энергетической неоднородности поверхности глинистых минералов на количественные характеристики ионообменного процесса не исключают влияния на эти величины ряда других факторов, таких, например, как зависимость коэффициентов активностей компонентов в фазе адсорбента от его состава, влияния изменения структуры воды, обусловленного заменой одного иона на другой, и др. [c.13]

С поверхностью и под влиянием гидратации оттянута в фазу раствора. Таким образом, структура адсорбционного слоя анионных ПАВ па оксиде алюминия вблизи изоэлектрической точки практически не отличается от структуры мономолекулярного адсорбционного слоя этих ПАВ на поверхности неполярного (углеродного) адсорбента (величины со на саже для тех же адсорбированных анионов ПАВ составляли соответственно 102, 119 и 141 А ). [c.75]

В ряду адсорбентов особое место принадлежит активным углям, которые в силу специфичности своих свойств адсорбируют из воды преимущественно органические вещества. Адсорбционная способность активных углей является следствием сильно развитой поверхности и пористости. Удельная поверхность активных углей составляет обычно 400—900 м2/г [422, с. 9] адсорбционные свойства в значительной мере зависят от структуры, величины пор, распределения их по размерам. Структура угля оказывает заметное влияние на скорость адсорбции, определяет форму изотермы и число адсорбированных молекул различных размеров. В зависимости от преобладающего размера пор активные угли условно разделены на три структурных типа крупнопористые, мелкопористые и угли смешанного типа. Размеры макропор оцениваются в (1ч-2)-10 4 мм, их удельная поверхность 0,5—2 м2/г. Радиус переходных пор 1,6-10 7—2-10 4 мм, удельная поверхность- [c.245]

АДСОРБЦИЯ — концентрирование вещества (адсорбата, адсорбтива) из объема фаз на поверхности раздела между ними, напр, из газа или р-ра на поверхности твердого тела (адсорбента) или жидкости. А. является частным случаем сорбции. А. происходит под влиянием молекулярных сил поверхности адсорбента и ведет к уменьшению свободной поверхностной энергии. Молекулы адсорбата, нриближаясь из объема газа или р-ра к поверхности раздела фаз, испытывают притяжение со стороны этой поверхности. Ири соприкосновении с нею притяжение уравновешивается отталкиванием. Таким образом поверхность адсорбента покрывается тонким (адсорбционным) слоем молекул адсорбата. При физич. А. молекулы адсорбата сохраняют свою индивидуальность, при химич. А. (см. Хемосорбция) они образуют поверхностное химич. соединение с адсорбентом. Ири постоянной теми-ре Т физич. А, увеличивается с ростом давления газа р или концентрации р-ра. С ростом темп-ры физич, А. уменьшается, т. к, вследствие возрастания энергии теплового движения все большая часть молекул адсорбата становится способной преодолеть притяжение к поверхности, — происходит десорбция. Физич. А. обратима, она уменьшается с уменьшением концентрации адсорбата, хемосорбция обычно необратима. Физич. А. паров часто сопровождается капиллярной конденсацией в-ва в порах адсорбента. В области капиллярной конденсации А. необратима (см. Гистерезис сорбционный). Измеряемая иа опыте величина А. а, относится обычно к единице веса адсорбента (моль г) и зависит не только от природы адсорбента и адсорбата, концентрации адсорбата в объеме и тем-ры,. 40 и от величины поверхности адсорбента s. Так как величины s для разных адсорбентов (напр., для непористых и пористых) различаются на неск. порядков, то для сопоставления пользуются абс, величинами А. а, отнесенными к единице поверхности а = afs микромоль/м , ИЛИ молекул/ЮО А . Абс. величина А, (при данных Т п р) зависит уже только от природы адсорбата и от природы и структуры поверхности адсорбента. Адсорбционные силы при физич. А. имеют ту же природу, что и меж.молекулярное взаимодействие в газах, жидкостях и твердых телах. [c.21]

Величина предела адсорбции и его положение зависят от ряда факторов [13], в гом числе от пористости адсорбента и природы его поверхности. Если зависимость величины предельной адс0р()ции от структуры пор адсорбЙ1та подробно исследовалась в работах [3—9, 14], влияние природы поверхности адсорбента на адсорбцию из растворов не подвергалось еще систематическому изучению. Для раздельного изучения факторов представляют осо(5ый интерес исследования адсорбции из растворов, с одной стороны, на пористых и непористых адсорбентах с одинаковой природной пове1)хностью, с другой стороны, на непористых адсорбентах с различной природной поверхности. Для гидрофобных адсорбентов сопоставление изотерм адсорбции некоторых органических веществ из водных растворов на угле и непористой саже было проведено в работе И , однако при этих исследованиях не учитывалось различие в природе поверхности использованных адсорбентов, соответствующих данных в работе не приведено. [c.114]

В практике газовой хроматографии в качестве селективных адсорбентов широко применяют селикагели различной структуры и активности. Силикагель представляет собой обезвоженную кремневую кислоту. Это бесцветные механически прочные кристаллы с пористой поверхностью. Наличие гидроксильных групп на поверхности делает его полярным адсорбентом. Адсорбционные свойства силикагеля, структура, пористость и величина поверхности в большой степени зависят от технологии его приготовления. Ионы кислот и влага, оставшиеся на поверхности силикагеля после технологической обработки, оказывают большое влияние на разделительную способность адсорбента. [c.37]

Приведенные в табл. 38 результаты показывают, что измеренная ширина линий спектра ЯМР адсорбированных молекул циклогексана (негомогенное уширение) Атэкопер больше ширины линий Avpa чeт, рассчитанных по формуле (21.3) из величин Ти полученных методом спин-эхо [5, 7]. Отсюда следует, что даже в случае самых узких линий спектра ЯМР высокого разрешения адсорбированных молекул получаются в соответствии с формулой (21.3) завышенные значения Гг. Негомогенное уширение линий может быть обусловлено или различием химических сдвигов спектра ЯМР адсорбированных молекул, или влиянием корпускулярной структуры адсорбента. Первая причина может быть следствием различия в плотности упаковки порошка адсорбента в ампуле, поскольку диамагнитная восприимчивость адсорбционной системы зависит от плотности упаковки. Возможно также [5], что имеет место некоторое распределение величин химических сдвигов адсорбированных молекул вследствие гетерогенности поверхности адсорбента. Однако это должно оказывать лишь небольшое влияние в случае циклогексана (табл. 38), адсорбирующегося неспецифически. Из данных табл. 37 и 38 следует, что различие в ширинах линий может быть также следствием различия размеров частиц порошка. [c.308]

Адсорбция газов электродами и диспергированными твердыми телами происходит под влиянием физических и химических сил притяжения, действующих на поверхности этих тел. Подобным же образом, если раствор привести в контакт с твердым телом, в случае инертного растворителя возможна адсорбция растворенного вещества. К силам, ответственным за физическую адсорбцию, относятся дисперсионные (лондоновские) силы, короткодействующее отталкивание и дипольные силы в твердых телах теплота реакции имеет тот же порядок величины, что и теплота конденсации газов, т.е. приблизительно от 1 до 10 ккал моль . В случае хемосорбции происходит переход электронов между твердым телом и адсорбированным слоем, в котором принимают участие силы валентности, и теплота этого процесса фавнима с теплотой химических реаидда (10-100 ккал моль 1). Физическая адсорбция обратима, тогда как химическая необратима. Как в случае адсорбции газа, так и в случае адсорбции из раствора количество адсорбированного вещества на грамм твердого тела зависит от природы адсорбента и адсорбата, условий равновесия, включая температуру, давление, концентрацию. Физическая адсорбция газов на твердых телах максимальна вблизи точки кипения адсорбатов. Это обстоятельство широко используется для измерения поверхности и структуры пор в электродах. Химическая адсорбция в большинстве случаев происходит при таких значениях температуры, давления и соотношениях адсорбата и твердого тела, при которых можно ожидать начала химической реакции между адсорбатом и поверхностью твердого тела. Согласно Зммету [1], "химическая адсорбция имеет место в процессе посадки водорода на металлы, азота на поверх- [c.303]

Влияние природы растворителя, растпорснного пещества, структуры и свойств поверхности адсорбента па величину адсорбции из растворов может быть предстаплено лишь чисто качественно f3, 4, 8, 9]. [c.134]

Диэлектрическая проницаемость адсорбированной воды оказывается при расчете по Бруггеману меньше величины е для обычной воды, причем она уменьшается с ростом адсорбции. Это связано с изменением структуры воды при адсорбции под влиянием активных центров на поверхности адсорбента. [c.245]

Влияние электронной структуры на адсорбцию обсуждали также Д. Дауден и Д. Уэллс [220] в свете теории кристаллического поля (см. о ней, например, [221]). Образование системы адсорбент—адсорбированное вещество рассматривается подобным образованию комплексов, сопровождающемуся изменением координации соответствующих плоскостей, причем учитывается энергия стабилизации кристаллического поля, входящая в величину теплоты адсорбции. Остаточные валентности на поверхности металла трактуются с этой точки зрения как места отсутствующих лигандов в координационной сфере. [c.61]