Микропористость

Кратко рассмотрим системы газ — твердое тело с наличием реакции в пределах твердой фазы. Такие системы представляют интерес в каталитических реакциях, когда катализатор выступает в виде микропористого твердого тела, через которое могут мигрировать реагенты и реакционные продукты под влиянием градиента концентрации, следуя закону диффузии Фика. Эффективный коэффициент диффузии зависит от механизма диффузии через поры (которая может быть обычной газовой диффузией или кнудсенов-ской диффузней, сопровождающейся мобильностью адсорбированных слоев), а также от геометрии пор. Проблемы оценки корректной величины эквивалентного коэффициента диффузии по известным значениям диаметров пор и их геометрии обсуждались в некоторых аспектах Франк-Каменецким [11], а также в работах [12-15]. [c.46]

Для микропористых твердых тел значение /в равно бесконечности, таким образом неравенство (3.1) в неявном виде удовлетворено и единственно возможным является режим быстрой реакции. Тем не менее, условие (3.14) строго никогда не выполняется для твердого тела, так что предпосылок, приводящих к уравнению [c.46]

Комиссия установила, что разрушение скобы (замка) трубной решетки теплообменника было вызвано значительной микропористостью металла, приведшей к снижению его пластических свойств. [c.82]

Многие пленки обладают способностью пропускать через свои поры некоторые молекулы, однако для других молекул эти поры оказываются слишком малыми. Такие пленки называются полупроницаемыми мембранами. Одни из мембран пропускают воду, но не позволяют пройти ионам солей. Другие, с большими порами, пропускают воду, соли и небольшие молекулы, но задерживают белки или макромолекулы, имеющие молекулярную массу порадка нескольких тысяч. В настоящее время возможно изготовление микропористых фильтров со столь однородными размерами пор, что их можно использовать для разделения белков по размеру макромолекул. [c.145]

Соотношения размеров поры и молекул, участвующих в каталитическом процессе (исходных веществ и в том числе нейтральных примесей и каталитических ядов, промежуточных комплексов и продуктов реакций), определяют структурную возможность осуществления данного набора каталитических реакций в порах данного размера. Перекрывание электрических полей противоположных стенок норы или изменение строения электрического поля катализатора вследствие искривления его поверхности в микропорах может существенно повлиять на величину адсорбции и энергию активации каталитических реакций. Изменение расположения и взаимного влияния активных центров на сильно искривленной поверхности катализатора изменяет его активность, селективность и стойкость к отравлению, вызывает новые побочные реакции. При этом тонкие поры, сопоставимые с размерами молекул реагирующих веществ, инертных примесей или продуктов реакций, могут уже в самом начале процесса оказаться полностью исключенными из участия в нем в результате геометрического несоответствия размеров молекул и пор. Это происходит в результате чрезвычайно сильной адсорбции веществ, которые, прочно фиксируясь в порах катализатора, будут экранировать их, играя роль порового яда . В таких случаях целесообразно говорить об эффективной микропористости катализатора. Для пор надмолекулярных размеров возможно также интенсивное взаимодействие электронных полей молекул и стенок пор, изменяющее скорости диффузии веществ в порах [53]. [c.140]

Перечисленные осложнения, связанные с тесной взаимообусловленностью кинетических параметров гетерогенных каталитических реакций и микропористой структуры катализатора, значительно затрудняют применение математического моделирования, поскольку в данном случае невозможно отделить чисто химические особенности каталитической системы от ее чисто структурных характеристик. По существу, в этом случае речь идет о расширении понятия микрокинетики гетерогенно-каталитической реакции с учетом дополнительных уровней структурной организации поверхности катализатора, изменяющих особенности протекания химических реакций речь идет о структурно-химической микрокинетике, т. е. катализе на сильно искривленной [c.140]

Первое сообщение о возможности практического использования явления селективной проницаемости компонентов газовой смеси через полимерные или металлические перегородки — мембраны было сделано Грэхемом в середине XIX века. Однако от открытия явления до его промышленного применения прошло более столетия. Это объясняется, прежде всего тем, что в то время промышленность не была подготовлена к использованию этого явления. Внедрению мембранного метода разделения газов в промышленность способствовали результаты изучения явлений, связанных с селективным переносом молекул газов через сплошные (гомогенные) и микропористые мембраны, имеющие неорганическую или полимерную природу, успехи в синтезе полимеров с газоразделительными свойствами, разработка методов получения высокопроизводительных (асимметричных, композиционных, напыленных и т. д.) полимерных, металлических и керамических мембран, создание конструкций и методов расчета мембранных аппаратов и установок. [c.6]

Мембраны второго типа характеризуются существенным влиянием поверхностных явлений, прежде всего адсорбции возможно появление конденсированной фазы и эффекта капиллярности химический потенциал компонента зависит не только от температуры, давления и состава газовой смеси, но также и от свойств матрицы за счет поверхностной энергии. Влияние скелета мембраны на процесс разделения не ограничено, как в газодиффузионных, чисто структурными характеристиками, а предполагает появление новых видов массопереноса. Однако транспорт компонентов в основном материале мембраны исключен. Примером такого рода систем являются микропористые структуры и газовые смеси под давлением, содержащие компоненты со значительной молекулярной массой. [c.13]

Композиционные мембраны на микропористых подложках. [c.307]

Так, использование в качестве мембраны для разделения изотопов урана микропористых керамических (или металлокерамических асимметричных) капилляров (или трубок) целесообразно только при повышенных температурах и пониженных давлениях, причем из-за небольших значений фактора разделения в паре необходим многоступенчатый процесс. Мембран- [c.315]

Полученная подобным образом мембрана имеет анизотропную структуру — тонкий (примерно 0,25—0,5 мкм) поверхностный слой на микропористой подложке (примерно 100—200 мкм). Основная масса с крупнопористой структурой не представляет собой селективного барьера, а обеспечивает лишь механическую прочность мембраны и служит как бы подложкой для поверхностного слоя, связанной с ним в одно [c.48]

Мембраны из микропористого стекла. Стеклянные мембраны обладают такими ценными свойствами, как высокая термическая и химическая стойкость, неподверженность действию микроорганизмов и жесткость структуры. Эти свойства позволяют использовать их при разделении растворов в широком интервале pH (1—10) и проводить стерилизацию. Мембраны из микропористого стекла могут быть изготовлены в виде пластин, пленок, трубок или капилляров. [c.74]

Напыленные мембраны могут быть получены путем напыления на микропористую подложку различных веществ (из растворов и расплавов полимеров, металлов и др.), обладающих склонностью к сцеплению с материалом подложки. При этом размер пор можно направленно регулировать изменением толщины напыленного на подложку слоя. [c.76]

Анализ полученных данных показывает, что разделение на гидроокисных динамических мембранах происходит в соответствии с механизмом исключения ионов заряженными телами. Когда микропористое заряженное тело контактирует с раствором электролита, концентрация ионов В жидкости, заполняющей поры, отличается от их концентрации в исходном растворе. Причиной различия является двойной электрический слой, образующийся у поверхности пор. Из-за отталкивания нойонов, т. е. ионов того же знака, что и заряд поверхности, их концентрация в микропористом теле меньше, чем в исходном растворе. [c.216]

Необходимо отметить, что процесс, обратный первой стадии (адсорбции углеводорода) приводит к изомеризации (миграции двойной связи), что и наблюдали на опыте, а скорость восстановления катализатора, измеренная в отсутствие кислорода, достаточна для объяснения скорости окислительной дегидрогенизации [81]. Но эти модели не дают ключа к решению вопроса о происхождении различий в селективности у разных окислов, т. е. эти модели не раскрывают причин, заставляющих окислы отдавать предпочтение одному из возможных реакционных путей (через альдегид или диен). Начальный выход первичных продуктов окисления никогда не равен 100%, и всегда присутствует какое-то количество продуктов деструкции. Этот новый тип селективности связан с легкостью десорбции первичных продуктов, которые очень часто адсорбируются сильнее, чем олефин, как показывает их влияние на кинетику реакции. В экстремальных случаях не десорбируется ни одно из промежуточных соединений между олефином и СО или СОг, и единственной реакцией, которую удается наблюдать, является полное сгорание, и притом не только на неселективных катализаторах, но и на селективных, таких, как В1— —Мо—О (например, циклопентен) [83]. По той же причине при работе со всеми этими катализаторами следует избегать микропористости, поскольку из-за медленной диффузии в порах удлиняется время контакта, что приводит к глубокому разрушению желательных продуктов. [c.165]

Существенное влияние на величину D в катализаторах, содержащих узкие поры, оказывает распределение пор по размерам. При резко неоднородном распределении размеров пор само понятие эффективного коэффициента диффузии теряет определенность [8]. Представим себе частицу, свободный объем которой состоит из сети широких транспортных макропор и множества отходящих от них узких капилляров, работающих в кнудсеновской области. Зерна такой структуры, которые образуются при спрессовывании мелких микропористых гранул катализатора, находят себе широкое применение, поскольку они сочетают хорошо развитую внутреннюю поверхность с относительно высокой скоростью диффузии, обеспечиваемой системой транспортных макропор (см. главу V). Измерение величины D в подобном составном зерне (путем измерения скорости диффузии через зерно вещества, не вступающего в химические превращения) даст, очевидно, лишь величину D в макропорах. Между тем, химическая реакция, протекающая в основном в капиллярах, на которые приходится преобладающая часть внутренней поверхности катализатора, может лимитироваться гораздо более медленной диффузией в кнудсеновских микропорах. [c.101]

Микропористая система в углях является предметом многочисленных исследований, которые приводят к большим разногласиям. По сути именно она регулирует поведение угля в различных условиях, в частности во время химических реакций с газом или жидкостями, поскольку микропоры обладают наибольшей поверхностью для контакта с реагентами. [c.25]

Некоторые научные школы уподобляли микропористость угля щелям, которые оставляют между собой сфероидальные мицеллы, [c.27]

Практическое значение микропористости [c.27]

В угольной промышленности нередко встречаются явления, которые связаны с микропористостью углей. [c.27]

Успешно применяются жидкие каучуки в производстве обуви и резинотехнических изделий [68, с. 55]. Показано, что микропористые литьевые резины на основе полибутадиендиолов превосходят по морозостойкости и некоторым другим показателям резины из полиэфируретанов, почти не уступая последним по прочности. Показано также, что использование жидких каучуков позволяет существенно упростить технологию производства рези- нотканевых материалов и увеличить прочность тканей, пропитанных полимером, исключив при этом необходимость использования растворителей. [c.456]

Исходные продукты должны содержать минимальное количество влаги, в противном случае идет нежелательный процесс образования поперечных биуретовых связей, а наличие двуокиси углерода приводит к вспениванию полиуретана. С другой стороны, вводя в реакционную спстему определенное количество воды, можно получать так называемые микропористые или микроячеистые литьевые уретановые эластомеры. [c.529]

В ряде случаев поглощение одного вещества другим пе огра-ничииается поверхностным слоем, а происходит во всем объеме сорбента. Такое поглощение называют абсорбцией. Примером процесса абсорбции является растворение га ,ов в жидкостях. Поглощение одного вещества другим, сопровождающееся химическими реакциями, называют х е м о с о р б ц и е и. Так, поглощение аммиака или хлористого водорода водой, поглощение влаги и кис-лорода металлами с образованием оксидов и гидроксидов, поглощение диоксида углерода оксидом кальция — примеры хемосорб-циоиных процессов. Капиллярная конденсация состоит в ожижении паров в микропористых сорбентах. Она происходит вследствие того, что давление паров над вогнутым мениском ясид-кости в смачиваемых ею узких капиллярах меньше, чем давление насыщенного пара над [1лоской поверхностью жидкости при той же температуре. [c.320]

Были предложены и другие одномерные модели, учитывающие шероховатость и гофрированность стенок пор, наличие сужений в порах, различные серийные модели, модель параллельных каналов с тупиковыми ветвями для описания застойных зон в пористых материалах, модель параллельных капилляров с идеальной связью, учитывающая микропористую связь между основными капиллярами по всей их длине [23]. [c.129]

В зависимости от размера пор, все пористые среды принято делить на три класса микро- и макропористые тела и структуры с переходными порами. Предельный радиус мнкропор не превышает 15 Л, т. е. молекулярных размеров, поэтому практически все пространство микропор находится в поле действия поверхностных сил. Адсорбционный потенциал в микропористых телах заметно выше, чем в других пористых системах. Характерный размер макропор условно принимают более 2000 А удельная поверхность тел с подобной структурой сравнительно невелика, так что влияние адсорбционных сил на процессы, протекающие в этих средах, незначительно. Более того, при стандартных условиях ( =25°С, Р = 760 мм рт. ст.) для большинства газов в каналах макропористых тел обычно реализуется континуальное течение, исключающее процесс разделения смеси. Поэтому макропористые тела используют в мембранной технологии в качестве дренажной системы (пористой подложки). [c.39]

Разделение многокомпонентных смесей в единичном модуле с однотипными (сплошными или микропористыми) мембранами, разумеется невозможно. Поэтому некоторые авторы видят выход в создании двухмембранных модулей либо на основе [c.188]

В установках получения обогащенного кислорода с помощью мембранных аппаратов плоококамерного типа используются и разработанные Дженерал электрик композиционные мембраны Р-П, состоящие из селективного слоя блок-сополимера по-лидиметилсилоксана с поликарбонатом, толщиной 0,1 ммм и микропористой подложки Селектрон с порами размером 50 нм (500 А) [81]. Мембрана эта обладает высокой газопроницае- [c.311]

Для разделения изотопов водорода кроме микропористых можно применять сплошные металлические [100, 101] (палладий и его сплавы) или полимерные (силиконовый каучук, полиэти-лентерефталат, тетрафторэтилен, ацетат целлюлозы и т. д.) мембраны [99, 102, 103]. При этом проницаемость протия через подобные мембраны выше, чем дейтерия и трития. По сравнению с микропористыми и палладиевыми мембранами селективность полимерных непористых мембран ниже, но, учитывая, что они намного дешевле и не требуют применения высоких температур (а значит более выгодны с точки зрения затрат энергии), можно ожидать их широкого применения для разделения изотопов водорода. [c.315]

Для разделения радиоактивных благородных газов наибольшее распространение нашли полимерные мембраны в виде полых волонон, изготовленные из силиконового каучука (сплошная мембрана) или из ацетата целлюлозы (микропористое волокно), а также микропористая пленка из 4-фторэтилена— табл. 8.20, 8.21. Из табл. 8.21 видно, что селективные свойства [c.315]

Предложено [104, 105, 108, 109] проводить выделение криптона 1и сенона на мембранных модулях с двумя различными по структуре (сплощиая и микропористая) и газоразделительным свойствам полимерными мембранами, выполненны.ми в виде полых волокон (см. табл. 8.21). В качестве разделительных ячеек использовали модули с мембранами из силиконового каучука — длиной 1,0 м, 1000 волокон с ацетатцеллюлозными микропористыми перегородками — длиной 0,35 м, 3 капилляра. Газовую смесь на разделение подавали внутрь полых волокон. Ретант отводили с противоположного торца модуля. [c.319]

Опытные данные по разделению бинарной смеси Не—Кг, полученные при испытаниях этих модулей, представлены на рис. 8.31. Количество Кг в исходном газе — 0,001 мол. доли, давление в напорном канале —0,6 МПа, в дренажном — 0,1 МПа. Как видно из рисунка, в модуле с мембранами из силиконового каучука пермеат обогащается криптоном противоложный эффект наблюдается при разделении на микропористой ацетатцеллюлозной перегородке. [c.319]

Осал<дениьге мембраны получают продавливанием через микропористую подложку какого-либо раствора с небольшим содержанием тон-кодиспергированного вещества, которое тонким слоем осаждается на подложке. При дальнейшей обработке (обычно термической) на по- [c.81]

Турбулизация жидкости в ячейке обеспечивается с помо щью магнитной мешалки с приводом, принцип действия которой ясен из рис 111-2 При вращении магнита 1 синхронно приводится во вращение и мешалка 2, которая выполняется из низкоуглеродистой стали, покры-ТОЙ слоем коррозионно стойкопо вещества ( например, эпоксидной смо-лой) Корпус ячейки (фланцы 3 и 4) изготовляется из нержавеющей стали, которая не оказывает экранирующего действия на магнит. Полупроницаемая мембрана 7 укладывается между двумя прокладками из ватмана —кольцеобразной 5 и сплошной 6 на микропористую подлож- [c.110]

Очистка растворов некоторых веществ бывает необходимой для ироведення точных анализов. При этом ультрафильтрация может оказаться наиболее простым и эффективным методом очистки. Например, у льтрафильтрацией крови через микропористые мембраны можио получить фильтрат, в котором легко определить содержание глюкозы простым колориметрическим методом, так как в фильтрате отсутствуют протеины, полисахариды и друпие высокомолекулярные вещества, влияющие на результат анализа. [c.287]

Ультрафильтрация представляет большой интерес для выделения декстринов из крахмала, спиртов из растворов, получающихся при брожении различных продуктов, аминокислот и многих других веществ из различных отходов пищевой промышленности. При непрерывной ульт-рафильтрацни через мембрану могут проникать целевой продукт и низкомолекулярные вещества, которые при необходимости можно разделить последующей ультрафнльтрацией через более микропористые ультрафильтры. Образующийся концентрат возвращается в реактор. Такой процесс не сложен, но позволяет получать чистый продукт и сохранять в реакторе оптимальную концентрацию микроорганизмов и ферментов. Количество отходов при этом мало. [c.293]

Сильное улучшение селективности наблюдали при добавлении к описанному выше катализатору небольших количеств Р2О5. При этом были получены выходы малеинового ангидрида, равные 8С% по мере увеличения степени превращения выход уменьшается очень медленно, а это значит, что одновременно увеличиваются как отношение У1/У2, так и отношение у /Уз [1481. В патентной литературе подчеркивается роль носителя катализатора обычно это а-А1гОз, характеризующаяся небольшой величиной поверхности микропористости следует избегать. Повышение активности контакта можно вызвать также путем добавки небольших количеств окислов элементов УП1 группы (N1, Со) [1491. [c.175]

Почва и грунт представляют собой капиллярнопористые, часто коллоидные системы, поры которых заполнены воздухом и влагой, прнчем вода с частицами почвы и грунта может быть связана физико-механически (в порах или в виде поверхностных пленок на стенках пор), физико-химически (в коллоидных образованиях и в адсорбированных пленках) и химически (в виде гидратированных химических соединений). Их можно рассматривать как твердые микропористые электролиты с очень большой микро- и макронеоднородностью строения и свойств и почти полным отсутствием механического перемешивания и конвекции их твердой основы. [c.384]

Теория БЭТ несмотря на условность предпосылок позволила вывести уравнение изотермы адсорбции, имеющей S-образную форму. Вид этой изотермы характерен для полимолекулярной адсорбции. При значениях давления, далеких от давления насыщенного пара при данной температуре, и значении константы равновесия полимолекулярной адсорбции С>1 уравнение S-образной изотермы переходит в уравнение изотермы адсорбции Лангмюра. Таким образом, адсорбция в каждом слое подчиняется уравнению Лангмюра. Существует пять основных типов изотермы адсорбции (рис. 109). Изотермы типа I характерны для микропористых адсорбентов выпуклые участки на изотермах типов И и IV свидетельствуют о присутствии в адсорбенте наряду с макропорами и микропор. Менее крутой начальный подъем кривых адсорбции может быть связан с наличием моно- и полимолекулярной адсорбции для адсорбента переходнопористого типа. Начальные вогнутые участки изотерм типов И1 и V характерны для систем адсорбент — адсорбат, когда взаимодействие их молекул значительно меньше межмолекулярного взаимодействия молекул адсорбата, вызванного, например, появлением водородных связей. Теория БЭТ является наиболее полной тео(рией физической адсорбции. [c.257]

Для коксов из окисленных кислородом воздуха тяжелых нефтяных остатков можно отметить два противоположных фактора. С одной стороны, кислородсодержащие активные полярные группы должны повышать адсорбционную способность кокса с другой стороны, микропористость кокса (а следовательно, и удельная поверхность) уменьшается по сравнению с коксом из неокисленного сырья. Адсорбционная способность коксов из окисленного сырья ниже, чем коксов из неокислен-ных тяжелых остатков, а пекового кокса ниже, чем сернистого нефтяного. Этим объясняется тот факт, что для приготовления анодной массы из сернистого нефтяного кокса требуется большее количество связующего, чем из пекового. На поверхности анода из сернистого нефтяного кокса не наблюдается большого отстоя пека, так как расслоение кокса незначительно. [c.227]

Адсорбционная способность пиролизного кокса значительно ниже, чем других исследованных нами коксов. Изучение микроструктуры показало, что микропоры пиролизного кокса в основном являются изолированными, закрытыми (криптопо-ры). Общая пористость пиролизного кокса выше, чем других видов кокса, за счет макропор размером от 1 до 3—5 мм. Следовательно, величина адсорбции зависит не столько от общей пористости кокса, сколько от характера и величины микропористости. [c.228]