Конденсация капиллярная определение распределения пор

Для получения кривых распределения по методу капиллярной конденсации используют десорбционную ветвь изотермы адсорбции (см. рис. III. 10), так как для всех без исключения пор она соответствует сферическим менискам, радиусы которых принимают за радиусы пор. Каждой точке кривой соответствуют определенные величины адсорбции А и относительного давления пара р/р.,. Зная величину адсорбции А, можно вычислить объем заполненных пор прн данном давлении [c.138]

Для построения кривых распределения пор по размерам всю область капиллярной конденсации от Пк до п разбивают на отдельные участки, которым соответствуют определенные приращения поверхности. Зная изменения Ап и соответствующие им Д5, можно рассчитать размеры пор и построить кривые распределения. Необходимо обратить внимание на то, что данный метод не учитывает изменения поверхности, которое происходит до гистерезис-ной петли. Однако эти изменения слабо влияют на удельную поверхность и размер пор, [c.139]

Для изучения структуры пористых тел наиболее часто применяют сорбционные методы, обычно основанные на результатах капиллярной конденсации паров в переходных порах. Более крупные поры (макропоры) в сорбционном процессе, как правило, не заполняются объемно. Особенность капиллярной конденсации в наличии на изотерме сорбции петли гистерезиса, характер которой зависит от размера и формы пор адсорбента. Поэтому изучение гистерезиса может дать ценные сведения для выяснения формы пор и распределения объема по эффективным радиусам, тем более что между радиусом кривизны мениска жидкости в капиллярах и давлением пара адсорбата существует определенная математическая зависимость, выражающаяся уравнением Томсона—Кельвина [c.174]

В капиллярах с диаметром, меньшим 50 А, капиллярная конденсация происходит при давлениях более низких, чем давление насыщенного пара адсорбата Поэтому в таких случаях для определения радиуса пор и распределения их размеров обычно применяют уравнение Кельвина, а затем оценивают величину поверхности, исходя из определенных предположений о геометрии капилляров. Уравнение Кельвина удобно представить в виде [c.137]

Когда давление пара над сорбентом достигает величины Рк, пар конденсируется в капилляре с радиусом г . Чем меньше радиус капилляра, тем при меньшем давлении пара наступает конденсация. Каждый пористый сорбент, в том числе и полимеры, имеет определенное распределение пор по радиусу. Соответственно кривая зависимости сорбции x m (где х — количество поглощенного вещества, а т — масса сорбента), обусловленной капиллярной конденсацией, от относительного давления пара р ро будет иметь вид, изображенный на рис. 1.1 (кривая 1). Здесь не учитывается та часть вещества, которая поглощена в результате адсорбции, описываемой обычными уравнениями. [c.11]

Средний размер частиц (от 29 до 88 А), определенный методом рассеяния рентгеновских лучей, оказался близким к размеру частиц, рассчитанному из удельной поверхности при допущении дискретных, плотных, сферических частиц (измеренная в действительности удельная поверхность была несколько ниже, чем рассчитанная из размеров частиц 5 , по-видимому, вследствие потери поверхности в точках контакта). Уиллером [32] было рассчитано распределение микропор по размерам в согласии с теорией капиллярной конденсации. [c.134]

Объем микро- и- переходных пор, их распределение по размерам и удельную поверхность можно рассчитать по изотермам адсорбции—десорбции различных веществ. Для расчета распределения пор по размерам используется теория капиллярной конденсации адсорбата в тонких порах адсорбента. Удельная поверхность рассчитывается из представлений мо-номолекулярной адсорбции по методу БЭТ. Следует отметить, что в ряде случаев для углеродных материалов расчет по адсорбции при низких температурах, например температуре жидкого азота, дает значения удель-ной поверхности порядка 0,5—2-10 м /кг. В то же время определение удельной поверхности по адсорбции Oj, воды и других веществ при более высоких температурах (—25 °С и выше) дает значение порядка 100 10 м /кг [24]. Предполагается, что низкие температуры приводят к сжатию материала и увеличению недоступности пор кроме того, при этих температурах для достижения равновесной адсорбции требуется очень много времени. При низких температурах измеряется неравновесная адсорбция, и это приводит к заниженным значениям удельной поверхности [25]. [c.32]

Электронномикроскопический метод [315—317] позволил впервые обнаружить и изучить структуру переходных пор активированного угля, заполняющихся в результате капиллярной конденсации при сорбции паров. Особенно эффективным этот метод оказался для исследования структуры силикагелей с крупными порами. При его помощи можно измерять поры с радиусом 75—100 А и выше, а также строить кривые распределения объема пор по их размерам. Этот метод имеет определенные ограничения, связанные с разрешающей способностью микроскопа, качеством и способом подготовки объекта. [c.146]

Современные методы определения основных текстурных характеристик гетерогенных катализаторов — их удельной поверхности Л, суммарного объема пор V, в диапазоне размеров от 0.3 нм (размер молекулы азота) до -100 нм (предельный размер пор, в которых заметна капиллярная конденсация), распределения объема таких пор по их эффективным размерам, а также парциальной поверхности компонентов катализатора (включая активную поверх- [c.77]

Изучение влияния ионизирующего излучения на капиллярную конденсацию позволяет изучать мезопоры. Форма кривой аЪ па рисунке отражает распределение размеров бутылкообразных пор. Это распределение трудно получить из изотермы адсорбции, так как определение размеров пор по уравнению Кельвина при р Ps неточно. Дополнительную информацию о размерах этих пор можно также получить, изучая зависимость количества десорбированного сорбата от величины дозы излучения. [c.213]

На рис. 2.1 в качестве примера показаны интегральная /(г) и дифференциальная fv(f) кривые распределения пор по эффективным радиусам г для тела с непрерывным спектром пор от Гт1п до Гтах И резко выраженным максимумом при г = 25 А. Такова модельная структура, характерная для пористых стекол. Рис. 2.2 дает представление о функции [(г) в трековых мембранах [8]. Интегральная кривая позволяет судить об изменении относительного объема пор (на единицу объема или массы пористой матрицы) дифференциальная кривая дает представление о количественном распределении пор определенного размера. Следует отметить, что структурные и дифференциальные кривые характеризуют не реальные полости матрицы мембраны, а их модельное представление в виде сфер, цилиндров и других геометрических форм. Методы получения функций распределения пор основаны на обработке изотерм сорбции в области капиллярной конденсации газа или на данных ртутной порометрни [1, 2]. [c.40]

Несмотря на то что распределение пор по размерам в электродах часто оказывается чрезвычайно узким, сплошь и рядом возникает необходимость в его точном определении. Для этой цели широко используют два взаимно дополняющих метода - анализ формы изотерм адсорбции и десорбции в области капиллярной конденсации (когда величина Р,/Р лежит в пределах 0,5 - 1,0) и ртутную поро-метрию. Первый метод применим к узким порам (до 300 А), а второй (о нем речь пойдет в разделе П1, Д, 3) - к широким. [c.330]

Капиллярная конденсация для адсорбентов данного типа протекает практически в адсорбционной стадии процесса, заполняя частично или весь адсорбционный объем (рис. 84, в). Наблюдающийся гистерезис в области больших р/рз выражен слабо и имеет небольшой размер петли, что создает большие трудности при оценке кривой распределения объема пор по значениям эффективных радиусов, а также при определении наибольшей величины удельной поверхности адсорбированной пленки. Поэтому для изучения структуры и удельной [c.213]

ДЛЯ определения размера пор и их распределения по размерам имеет такое же, а возможно, и большее значение, чем определение поверхности. Несколько лет тому назад Уилер [36] высказал мысль, что если бы удалось разработать метод, позволяющий отличить ту часть изотермы адсорбции, которая обусловлена капиллярной конденсацией адсорбата в порах катализатора, от той, которая связана с наращиванием полислоев а поверхности катализатора, то можно было бы из изотермы адсорбции и десорбции найти точную кривую распределения всех имеющихся пор по их размерам. В нескольких частных случая.ч подобные расчеты были сделаны [36—38]. Путем снятия изотерм десорбции с поверхности пористого твердого тела таких газов, как азот (и при температурах, близких к его температуре кипения), можно, по-видимому, получить точную кривую распределения пор. Представляет трудность найти независимый метод, позволяющий проверить точность получаемой кривой распределения [c.730]

Область заполнений, превышающих монослой, используется для определения удельной поверхности и одновременного нахождения распределения пор по размерам, так как при соответствующих давлениях начинается капиллярная конденсация жидкости. [c.208]

Но, как хорошо известно, подобные примеры сравнительно редки и относятся только к таким парам, как полярная жидкость — неполярный полимер (например, вода — каучук) или неполярная жидкость — полярный полимер ( апример, целлюлоза — алифатические углеводороды). Инертны по отношению к полимерам, находящимся значительно ниже температуры стеклования, и такие химически инертные газы, как азот, аргон, криптон и т. о. Адсорбция и капиллярная конденсация этих газов используются жак метод определения удельной поверхности и распределения пор по диаметру при анализе морфологических особенностей полимеров. [c.14]

Уравнение (35) показывает, что чем меньше радиус капилляров, тем значительнее снижается давление наров. Следовательно, в капиллярах очень небольшого диаметра пары могут конденсироваться до жидкого состояния при давлениях, значительно меньших нормального давления паров. Давление равновесной адсорбции ра в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции так как, когда десорбция происходит из целиком заполненных капилляров, угол смачивания равен нулю. Таким образом, необходимо провести процесс адсорбции до относительного давления, равного единице, а затем проследить десорбцион-ную ветвь петли гистерезиса данной изотермы (см. разд. 4.4.1), при этом уже нет какого-либо произвола в определении угла смачивания по уравнению (35). Поэтому графически зависимость величины г от г может быть найдена при применении уравнения (35) для данного объема на десорбциоп-ной ветви экспериментальной изотермы. Получающаяся нри этом кривая позволяет определить объем газа, необходимый для заполнения всех нор, вплоть до пор с радиусом г. Построенный исходя из кривой зависимости v от г график изменения величины dvidr в зависимости от г дает кривую распределения нор по размерам. Фактически последняя кривая, которая обычно похожа на гауссовскую кривую ошибок, выражает вклад пор данного радиуса в полный внутренний объем. Почти всегда эта кривая имеет четко выраженный максимум, который обозначает среднее значение радиуса всех доступных капилляров, имеющих размер меньше 300 А. [c.169]

Капиллярную конденсацию используют для определения размеров пор адсорбента. По ур-нию (22) для каждого значения p/ps вычисляют радиус кривизны мениска. Из него, учитывая толщину адсорбц. слоя (напр., по г-кривой), форму переходной области от слоя к мениску и зависимость ст от кривизны при очень малых г, находят линейный размер (эффективный радиус г г) пор, заполняемых при данном p/ps. Объем таких пор определяют по приросту А. в этой точке изотермы. Используя полученные данные, строят кривую распределения объема пор по их радиусам. Метод применим при > 1,5 нм. Обычно расчет ведут по десорбц. ветви изотермы, но более строгая совр. теория требует для построения кривой учета обеих ветвей. [c.41]

Распределение по размерам мезопор определяется методом капилллрной конденсации, мезо- и макропор - методом ртутной порометрии распределение микропор находят по изотермам слрбции в области объемного заполнения микропор, до начала капиллярной конденсации в мезопорах. В методе ртутной порометрии ртуть вдавливают в пористое тело. Поскольку ртуть не смачивает тела, по мере увеличения давления заполняются всё более мелкие поры. Кроме ртути могут быть использованы жидкости, смачивающие пориС1ые тела. Такая жидкость заполняет поры самопроизвольно, и при определении размеров пор из ina жидкость выдавливается. Давление возрастает по мере вытеснения жидкости из пор обычно вытесняют жидкость из пор с помощью газа. [c.70]

Изотермы адсорбции в областн капиллярной конденсации используют для построения кривой распределения пор. Методика заключается в определении на основании каждой точки изотермы двух показателей адсорбционной способности а (в [c.55]

Параметрами пористой структуры адсорбентов переходпопористого или макропористого типов являются объем пор, удельная поверхность и распределение поверхности и объема по размерам пор [11]. Нет смысла останавливаться па методах определения общего объема пор, общеизвестных для адсорбентов рассматриваемых типов. Информация о распределении объема и поверхности пор обычно основывается на исследованиях капиллярных явлений — вдавливания ртути и капиллярной конденсации паров. Интерпретация опытных данных по вдавливанию ртути проще, так как вычисления не осложнены введением поправок на толщины адсорбционных слоев, как при капиллярной конденсации. [c.262]

И. В. Бакырджиев (Институт общей и неорганической химии Болгарской академии наук, София), Как подчеркивалось в статье М. М. Дубинина (стр. 251), адсорбенты переходно-пористого типа можно охарактеризовать удельной поверхностью и распределением их объема и поверхности по радиусам кривизны. Методы, применяемые для этой цели, основаны главным образом на капиллярной конденсации характеристики же, получаемые таким путем, являются некоторыми эффективными величинами. Форма пор задается обычно определенной моделью, а поправка на толщину адсорбционного слоя вводится эмпирически. [c.307]

Для определения плотности распределения пор по радиусам можно использовать электронную микроскопию, ртутную поромет-рию или метод капиллярной конденсации [32, 38]. При использовании электронной микроскопии снимки, сделанные со скола гранул катализатора, подвергают статистической обработке, используя метод секущих или метод количественной стереологии [33]. В результате определяется число пор на единице поперечного сечения и плот- [c.160]

Этот метод пригоден лишь для области переходных пор, заполняемыз в процессе капиллярной конденсации. Для получения характеристики размеров еще более тонких пор и для проверки метода капиллярной конденсации в области малых значений г необходимо разработать независимый метод определения размеров тонких пор. Известные основания для такого метода дают факты, указывающие на заметное снижение степени заполнения адсорбционного пространства в микропорах при переходе от молекул нормального строения к разветвленным молекулам. Поэтому мы сделали попытку изучения распределения объема микропор по размерам, исследуя предельно-адсорбированные количества симметричных молекул разного размера, например, метилового спирта и ряда третичных спиртов (СПз)зСОН, [c.195]

За последнее время достигнут определенный прогресс в области теоретических основ методов расчета параметров пористой структуры. Создана теория распределения тонких слоев жидкости в капиллярных системах с учетом одновременного действия капиллярных и поверхностных сил [I]. Уравнение Дерягина—де Бура—Брук-хоффа прищло на смену уравнению Кельвина. На базе этого уравнения разработаны новые методы расчета распределения пор по размерам [2, 3]. Введение рещеточных моделей пространства пор и математических методов теории перколяции позволило учесть эффекты взаимосвязи пор разных размеров и разработать метод расчета распределения размеров пор, в котором одновременно используется информация об изотермах адсорбции и десорбции в области гистерезиса (4, 5]. Вместе с тем вопрос о применимости термодинамики обратимых процессов для анализа гистерезисных явлений капиллярной конденсации и десорбции остался вне поля зрения исследователей, хотя с точки зрения теории он является, по-видимому, ключевым. [c.237]

Одна из проблем, связанных с катализом на пористых материалах, заключается в определении среднего диаметра пор или же, что еще лучше, распределении пор по размерам. Простые методы определения общего объема пор в этом случае неприемлемы, так как если желательно определить влияние размера нор на скорости реакций, то важно знать по крайней мере средний радиус пор. Хорош1ш метод оценки величины радиусов нор базируется на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление, насыщенного пара адсорбата. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в капилляре с радиусом г, выражается простым уравнением, которое можно получить, приравнивая работу, проделанную при увеличении сферической капли жидкости, к работе, затраченной при введении молекул внутрь этой капли. [c.168]

Характер распределения объема и поверхности по размерам переходных лор может быть определен из данных ртутной порометрии и капиллярной конденсации. Но хотя оба метода и дают близкие результаты для углеродных сорбентоЁ при отсутствии в их структуре пор бутылкообразной формы, кривые распределения представляют собой условные характеристики структуры переходных пор, ибо оба метода базируются на капиллярной модели пор. [c.56]

Объем кнудсеновских пор может быть определен методом капиллярной конденсации в интервале р/р 0,2—1 (в зависимости от формы пор) по объему сконденсиро-занного пара, а распределение по размерам можно определить по десорбционной ветви гистерезиса с исполь- [c.63]

Одним из характерных свойств УВ, особенно подвергнутых специальной обработке, является развитая пористость и огромная удельная поверхность, достигающая 2000 м7г. К основным параметрам сорбционно-активных УВ относятся средний радиус пор, распределение пор по радиусам, объем пор и предельный сорбционный объем. Длй определения пористости используются методы микроскопии, малоуглового рентгеновского рассеяния (внутренняя пористость), сорбция, ртутная порометрия и др. Чаще применяется метод сорбции. При этом следует учитывать возможность протекания чисто физической сррбции, а также капиллярную конденсацию, химическую адсорбцию или абсорбцию. Достоверные результаты получаются при наличии физической сорбции. Для УВ характерны поры различного диаметра, поэтому важное значение приобретает размер молекул сорбата, что наглядно показано в работе [37]. Согласно кривым сорбции-десорбции, приведенным в одних источниках, в УВМ содержатся микро- и переходные поры по другим источникам — микро- и ультрапоры. Размер пор колеблется в пределах 3—50 А [38]. Типичные кривые распределения пор по радиусам приведены на рис. 4.12. [c.310]

Геометрич, структуру А, исследуют 1) Адсорбционным методом, позволяющим определить величину уд, поверхности (см. Адсорбция), объем и размеры пор до 200— 500 (см. Капиллярна.ч. конденсация). 2) Методом определения кажущейся и истинной П.ПОТНОСТИ (плотности зерен А. в целом и плотности твердого остова). Развость обратных величин этих плотностей, т. е. разность объема зерен и объема твердого остова в зернах, дает общий объем пор (для активных А. он равен 0,2—2 мл/г). 3) Методом вдавливания ртути в поры. Этим методом находят распределение крупных нор по их размерам, т. к. давление, заставляющее ртуть входить в несмачиваемые ею капилляры, обратно пропорционально радиусу капилляров. 4) Электронно-микроскопическим методом, к-рый дает гл. обр. представление о размерах и форме частиц, образующих твердый остов А. 5) Методом рассеяния рентгеновых лучей под малыми углами, к-рый дает представление о размерах областей неоднородности (частицах) и иногда об их форме. 6) Методом просасывания газа через спрессованные порошки, к-рый дает представление о каналах между крупными частицами. [c.19]

Между пористой структурой адсорбентов и катализаторов нет принципиального различия. В общем случае адсорбенты и катализаторы характеризуются полимодальным распределением объема пор по эффективным линейным размерам или радиусам. С этой точки зрения, целесообразно классифицировать поры на разновидности, а именно макропоры с эффективными радиусами, превышающие 1000—2000 А, переходные поры с интервалом радиусов от 15—16 А до 1000—2000 А и микропоры с эффективными радиусами меньшими 15—16 А. Эта классификация соответствует механизму адсорбционных и капиллярных явлений, слулсащих для определения параметров этих разновидностей пор (адсорбция, капиллярная конденсация и вдавливание ртути), и является наиболее естественной. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология