Адсорбенты ксерогели

В развитии науки об адсорбции можно выделить два основных этапа. К начальному этапу относится накопление и эмпирическая обработка экспериментальных данных, полученных на адсорбентах с неопределенным химическим составом поверхности и неоднородной пористостью, таких как активированные угли, получавшиеся из природных органических материалов, и многие ксерогели. На этом начальном этапе экспериментальные данные обрабатывались с помощью различных эмпирических уравнений изотермы адсорбции (от уравнения Фрейндлиха [107] до уравнения Дубинина и сотр. [108—110]). Эмпирическое описание экспериментальных данных оставляет однако неясным вопрос о физическом смысле констант, входящих в эти уравнения [6]. Остаются неясными также и вопросы о том, применимы ли эти уравнения только к адсорбции в микропорах или и к адсорбции на поверхностях макропористых и непористых [96, 111, 112] адсорбентов, а также вопросы об интервале заполнений, для описания которых эти уравнения оказываются пригодными или непригодными. Чисто эмпирические уравнения не отвечают на вопросы, связанные с природой адсорбции. Остается неясным, почему один адсорбент адсорбирует одно вещество сильнее, чем другое, а другой адсорбент, наоборот, адсорбирует это вещество слабее, чем другой Как это связано качественно и количественно с химией поверхности и структурой остова адсорбента и со строением молекул адсорбата Почему в одних случаях изотермы имеют, а в других не имеют точки перегиба или разрывы На такие вопросы может дать ответ только молекулярная теория адсорбции. [c.31]

Большинство адсорбентов и катализаторов по характеру макроструктуры можно разделить на губчатые и ксерогели [69, 70]. Первые представляют собой сплошное твердое тело, пронизанное конусными, цилиндрическими и бутылкообразными порами, образовавшимися при выделении из этого тела летучих или растворимых продуктов в результате сушки или обработки агрессивными жидкостями и газами (выщелачивание, обжиг) [69]. [c.70]

Одним из распространенных видов адсорбентов являются силикагели, получаемые обработкой ортокремниевой кислоты минеральными кислотами. При сушке образующегося гидрогеля получают ксерогель — твердое пористое тело глобулярной структуры. Для получения силикагеля с заданной структурой пор до сушки гидрогель обрабатывают растворами солей, дегидратирующими или поверхностно-активными веществами. Кроме того, для заданного изменения структуры пор силикагеля применяют одновременную обработку водяным паром и температурой. Характер изменения структуры пор в этом случае зависит не только от исходного состояния геля, но и от температуры и давления водяного пара. [c.110]

Эластичные куски гидрогеля промывают водой, сушат, дробят на куски и прокаливают. При сушке образуются твердые пористые тела глобулярной структуры, называемые ксерогелями. Адсорбенты получаются разными в зависимости от режима сушки и обработки. [c.169]

Физико-химические свойства гелей. Гелям присущи процессы, протекающие на поверхностях раздела фаз, в частности адсорбция. Гели (особенно ксерогели) широко применяют в технике в качестве адсорбентов газов, различных красок и т. п. [c.207]

Твердое тело, на поверхности которого происходит адсорбция, называют адсорбентом (поглотителем), а адсорбирующееся вещество адсорбатом (или адсорбтивом). Наиболее часто применяемые адсорбенты — это капиллярно-пористые тела, ксерогели и высокодисперсные порошки с большой удельной поверхностью. [c.117]

Твердообразные дисперсные системы, сплошная пространственная решетка которых заполнена жидкостью, называют гелями. Для высушенных гелей принят термин ксерогели . Примером различных гелей могут служить уголь, торф, древесина, слабообожженная керамика, адсорбенты, катализаторы, почвы и др. В отечественной литературе для гелей, полученных из растворов органических высокомолекулярных соединений, принят термин студни . [c.135]

Авторы [243] также исследовали влияние способа приготовления бидисперсных силикагелей на их прочностные свойства. Они установили, что прочность адсорбентов зависит от размеров твердых частиц, их содержания в пасте, влажности последней и интенсивности смешения. Образование прочной структуры Дзисько объясняет возникновением в процессе сушки силоксановых связей между близко расположенными гидроксильными группами геля н твердого силикагеля (ксерогеля). [c.106]

Для понимания механизма адсорбционных явлений важно иметь четкое представление о строении скелета поглотителя, так как последним определяется структура пор [99]. Долгое время в литературе господствовало мнение, что поры адсорбентов представляют собой пустоты, высверленные в сплошном твердом теле. Киселев [99, 100], исходя из упрощенной модели первичных частиц однородно по-рист ьГх силикагелей как однородных шариков (глобул), связал представления о структуре пор со структурой скелета ксерогеля. [c.159]

Идея о корпускулярном строении адсорбентов и катализаторов оказалась чрезвычайно плодотворной. Она позволила освободиться от искусственного представления о порах ксерогелей как о полостях в сплошном твердом теле, и связать структуру пор со структурой скелета ксерогеля, построенного из первичных частиц [55]. Корпускулярная теория находится в согласии с представлениями физико-химической механики [61], рассматривающей пористые адсорбенты и катализаторы как дисперсные структуры [62]. [c.10]

Метод гидротермального синтеза в настоящее время широко используется для модифицирования пористой структуры гелей, ксерогелей и некоторых природных алюмосиликатов в направлении формирования крупнопористых адсорбентов с повышенными сорбционными свойствами и величиной среднего эффективного радиуса пор [36—40]. [c.38]

Высушенные гели полиорганосилоксанов глобулярны. Электронные микрофотографии угольных реплик с поверхности кремнийорганических ксерогелей показали, что эти адсорбенты образованы ансамблем сросшихся частиц округлой формы. Максимумы кривых распределения глобул по их диаметрам соответствуют 7 10 пм. [c.65]

Пористая структура адсорбентов обычно образуется в процессе их синтеза. Адсорбенты могут содержать различные типы пор разнообразной формы и размеров, находящиеся во взаимной связи друг с другом. Предельными моделями большинства пористых структур являются губчатая и глобулярная [39]. В модели губчатой структуры сплошное твердое тело пронизано каналами или порами, образовавшимися в результате выделения газов при термическом разложении органических материалов и их обгара при активировании (углеродные адсорбенты) или выщелачивании (пористые стекла). В модели глобулярной структуры поры образованы промежутками между контактирующими или сросшимися, обычно непористыми, частицами, или глобулами. Для ксерогелей глобулы имеют округлую форму. Пористая структура в основном определяется размерами глобул и распределением по координационным числам (числам касаний), обычно характеризуемым средним координационным числом. К отдельной разновидности относится пористая структура кристаллов природных и синтетических цеолитов, являющихся микропористыми адсорбентами. [c.262]

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]

Активные угли, полученные активированием менее однородных органических материалов — антрацитов и тощих углей, а также мелкопористые ксерогели, например силикагели, имеют более сложные микропористые структуры, которые могут быть сведены к наличию в адсорбенте двух микропористых структур, отличающихся по размерам преобладающих пор [12, 57, 58]. Их параметрами служат константы Wf,l, В и В двухчленного уравнения адсорбции теории объемного заполнения микропор. По данным малоуглового рентгеновского метода, для микропор активных углей первой структуры эффективные радиусы микропор колеблются от 5,5 до 7 А, а для второй — от 10 до 14 А [10]. Заметим, что как мелкие, так и более крупные микропоры объемно заполняются при адсорбции паров до начала капиллярной конденсации в переходных порах. Для мелкопористых силикагелей с размерами глобул 50—85 А характерно распределение числа глобул по координационным числам, которые только в усредненном виде выражаются обычно оцениваемым одним координационным числом. Легко показать оценочным расчетом, что в местах случайных плотных упаковок глобул с локальными координационными числами 8 и большими, образуются промежутки между контактирующими глобулами с размерами, типичными для микропор. Другими словами, часть общего сорбционного объема ксерогелей может принадлежать микропорам. [c.267]

Поэтому сорбционная емкость этих пористых тел, характер распределения объема по размерам пор всецело зависят от объемной упаковки и размера глобул, способов их уплотнения, характера взаимного расположения агрегатов относительно Друг друга и т. д. Примером таких адсорбентов могут быть многие высушенные гели (ксерогели), например силикагели, алюмосиликагели — катализаторы крекинга, алюмогели, активная окись магния и т. п. [c.206]

Примером таких адсорбентов является большинство активных углей [25, 53], синтетические и природные цеолиты [54,. 55], пористые стекла [56], предельно тонкопористые ксерогели с несущественно развитой макро- и переходной пористостью и т. д. [c.214]

Таким требованиям отвечает синтезированный нами гидрофобный водородно-кремнеземистый адсорбент (ксерогель гид-ридполисилоксана), на поверхности которого вместо гидроксильных групп находятся атомы водорода, которые, естественно, по размерам меньше, чем гидроксильные группы, связанные с атомами кремния и не способные к образованию водородных связей. [c.58]

II тип —однородноширокопористые адсорбенты. Сюда относят широкопористые ксерогели, крупнопористые стекла и спрессованные в таблетки порошки непористых адсорбентов. Для этого типа характерна высокая удельная поверхность (порядка сотен квадратных метров на грамм) и значительные размеры пор (100— 200 А). Капиллярная конденсация может происходить достаточно легко, причем характерен капиллярно-конденсационный гистерезис. [c.108]

IV тип — неод о роднопористые адсорбенты. К ним относят ксерогели, получаемые осаждением гидрогелей из растворов силикатов солями сильных кислот. В них много сильно адсорбирующих тонких пор различного диаметра. [c.109]

Осн, требования к адсорбентам большая адсорбц. емкость, т. е. они должны представлять собой дисперсные тела с большой уд. пов-стью или с большим объемом пор хим. природа пов-сти должна обеспечивать эффективную А. данных в-в в данных условиях хим. и термич. стойкость, регенерируемость, доступность. Наиб, распространение получили активные угли, ксерогели нек-рых оксидов (силикагели, алюмогели и др.), цеолиты из непористых адсорбентов-техн. углерод (сажа) и высокодисперсный 510з (аэросил, белая сажа ). [c.43]

Кресс [558] обобщил основные области применения, а Тейчер [559] перечислил характерные кремнеземные аэрогели и ксерогели и их использование. В данной книге не делается никаких попыток представить обзор по всей литературе, имеющей отношение к кремнеземным катализаторам или адсорбентам, или же достаточно полно рассмотреть какую-либо одну область применения, упоминавшуюся выше. Взамен этого обсуждаются некоторые из действующих механизмов и отмечаются вопросы, представляющие технический интерес. [c.808]

Метод формирования пористых структур из ксерогелей при помощи связующих приобретает большой интерес в связи с возможностью конструирования весьма эффективных в катализе бидисперсных структур катализаторов и носителей и, с другой стороны, как способ придания силикагелю водоустойчивости. Применение этого метода еще связывают с изысканием путей управления механическими свойствами контактов и адсорбентов — прочностью и износостойкостью зерен. Метод состоит в склеивании частиц заданного размера, обладающих внутренней пористостью,, с помощью связующих. При этом размолотый силикагель определенного гранулометрического состава смешивают со-связующим вручную, затем на вальцах и, наконец, в смесителе до получения однородной эластичной массы. Пасту формуют и сушат. Впервые применили этот метод для формирования бидисперсных структур Дзисько с сотрудниками [2431. Они использовали в качестве связующих для склеивания частиц адсорбента гидрогель 8102 и силикат калия. Ими установлено, что введение в гидрогель, частиц размолотого слликагеля (размером 500—100 мк) [c.105]

Кремнийорганические адсорбенты представляют собой гелеобразные продукты гидролиза и поликонденсации органозамещенных эфиров кремневой кислоты. После промывки и высушивания ксерогели полиорганосилоксанов имеют состав (Н3101,д) , где [c.65]

Этот метод — один из наиболее распространенных и удобных при получении пористых адсорбентов и катализаторов, сопровождающийся, как правило, переходами золь — гель— ксерогель. Каждый из этих переходов, будь то золь — гель или гель— ксерогель, независимо от механизма его действия вносит определенный вклад в общий процесс порообразования. Эти переходы, как показано в ряде работ [1—6], очень чувствительны к внещним воздействиям, таким как pH среды, природа интермицеллярной жидкости, присутствие поверхностно-активных веществ, резко сказывающимся на агрегации частиц с образованием рыхлых, ажурных пространственных структур или плотных образований. Поэтому, разумно воздействуя на протекание указанных процессов, регулируя их глубину и направление, можно управлять [c.35]

Адсорбенты, в которых на долю пор приходится большая часть их общего объема, встречаются довольно часто. Так, например, пористость силикагелей, изученных А. В. Киселевым [60] и И. Е. Неймарком с сотр. [63], варьирует от 36 до 84%. Кистлером [64] был приготовлен аэрогель с пористостью 99%. Пористость аэросилов достигает 95—98% [65]. Аналогичные структуры формируются и при диспергировании с помощью поверхностно-активных агентов волокнистых кристаллических силикатов типа хризотила. Образующиеся при этом отдельные волоконца трубчатого типа [66] с диаметром около 18 ммкм вследствие взаимного переплетения создают очень рыхлые устойчивые коллоидные дисперсии с высоким значением пористости [67]. По-видимому, подобное, сетчатое строение имеют лиогели, аэросилы и некоторые особенно рыхлоупакованные ксерогели, глобулярные цепочки которых связаны между собой так, что число контактов для большинства глобул равно 2. В узлах такой сетки, придающей жесткость скелету геля, число соприкосновений частицы с соседними должно быть равно 3. [c.51]

К однородно-крупнопористому структурному типу относятся адсорбенты, применяемые в газовой хроматографии, некоторые катализаторы органического синтеза с удельной поверхностью порядка нескольких квадратных метров на 1 г, широкопористые ксерогели, крупнопористые стекла, а также материалы, полученные путем спрессовывания непористык частиц размером более 100 А. На изотерме сорбции для адсорбентов данного структурного типа, как видно из рис. 84, б, после медленного подъема, охватывающего достаточно большую область относительных давлений, наблюдается крутой взлет, обусловленный капиллярной конденсацией в равновеликих или близких по размеру порах. [c.213]

Поверхност], минеральных адсорбентов покрыта гидроксильными г )уи-пами, число которых обусловливает адсорбционную снособиость сорбентов. Различие в строении поверхности адсорбентов может быть вызвано разными условиями их получения, либо последующей обработкой ксерогеля. Уменьшая число гидроксильных групп на иоверхпости адсорбента путем термического воздействия, или образоваптгя с ними поверхностных соеди-иогпй, или замены их на другие радикалы, можно и менять адсорбционные сво1к тва сорбентов. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология