Адсорбция и капиллярная конденсация

Где находят практическое применение адсорбция и капиллярная конденсация [c.131]

Отметим, что явления адсорбции и капиллярной конденсации находят все более широкое практическое применение. Они используются в промышленности для извлечения ценных веществ из растворов, например из отходящих вод и газов металлургических заводов (рекуперация), а также в целях охраны природы для очистки воздушной и водной сред обитания (см. раздел VI). [c.187]

Объем микропор Уии (в м /кг) определяется по изотерме адсорбции и капиллярной конденсации на данном образце [c.371]

Вид изотерм адсорбции и капиллярной конденсации зависит от формы пор. Так, в порах, имеющих конусообразную форму (рис. И.З, а), при малых значениях р на стенках поры образуется в результате адсорбции тонкий слой жидкости с шаровидным мениском, имеющим максимальную кривизну в узкой части поры. При давлении, соответствующем давлению насыщенного пара над мениском, начинается конденсация, в процессе которой жидкость продвигается в более широкую часть поры. Радиус кривизны мениска при этом возрастает и продолжение конденсации возможно лишь при увеличении давления. Обратный процесс—десорбция —выражается этой же кривой. [c.33]

Эффективные радиусы наиболее крупных пор адсорбентов — макропор превышают 0,2-10- м, удельная их поверхность составляет (0,5 4-2)-10 м /кг. В основном они служат для транспортировки вещества к более мелким порам. Эффективные радиусы переходных пор находятся в пределах l,5 10 —2-10 м, удельная поверхность составляет (10 400)-10 м кг. На ней последовательно протекают моно- и полимолекулярная адсорбция и капиллярная конденсация. [c.171]

Названные разновидности пор выполняют различную роль в адсорбционном процессе. Микро- и переходные поры являются адсорбирующими порами, Микропоры [281—2831 объемно заполняются сжиженным паром в результате действия адсорбционных сил. В переходных порах протекают два процесса собственно адсорбция и капиллярная конденсация. Однако такое разделение весьма условно, так как сколько-нибудь резкой границы между ними не существует. Для тонкопористых адсорбентов она зависит от размеров адсорбирующихся молекул [284], а для крупнопористых адсорбирующими порами являются поры переходных размеров [279]. Макропоры не имеют значения для адсорбции в связи с тем, что их удельная поверхность ничтожно мала. Капиллярная конденсация в них не происходит из-за отсутствия мениска, и они заполняются только при пропитке жидкостью. [c.130]

Параметры полимолекулярной адсорбции и капиллярной конденсации азота в цилиндрических порах кремнезема [c.265]

По составу адсорбированного вещества жидкости и пара в равновесной системе авторы судили об относительной роли поверхностной адсорбции и капиллярной конденсации I в процессе поглощения на пористых адсорбентах. Они исхо- ДИЛИ из того, что капиллярно-конденсированное вещество обладает свойствами нормальной трехмерной жидкости. [c.153]

Под геометрически однородной поверхностью обычно понимается поверхность постоянной кривизны, в частности, в адсорбции часто рассматриваются такие модели геометрически однородной поверхности, как плоская поверхность, поверхность цилиндра и шара. Понятие геометрически однородной поверхности используется при качественном или упрощенном количественном описании адсорбции и капиллярной конденсации. [c.14]

Если не учитывать влияния противоположной поверхности щели на адсорбцию и капиллярную конденсацию, т. е. считать [c.183]

Эти примеры показывают, что ход процессов полимолекулярной адсорбции и капиллярной конденсации во многом определяется особенностями полей молекулярных сил в тонких порах, физическими свойствами адсорбента и адсорбата. [c.209]

А.И. Русанов (Ленинградский государственный университет им. А. А. Жданова, химический факультет). В связи с применениями термодинамической теории к процессам адсорбции и капиллярной конденсации мне показались интересными два момента, отмеченные М. М. Дубининым. Первый из них связан с применимостью уравнения Кельвина к области малых радиусов кривизны. М. М. Дубинин отмечает, что это уравнение в ряде случаев оказывается применимым до радиуса г 15 А. Само по себе это удивительно, так как уравнение Кельвина становится строгим термодинамическим соотношением лишь при г оо. Для малых г кривые, соответствующие уравнению Кельвина и строгому термодинамическому соотношению, резко расходятся, однако область, где это расхождение имеет место, точно никем не определена. Представляет поэтому интерес обсудить те факторы, которые могут способствовать расширению области применимости уравнения Кельвина. [c.317]

Отдельные виды адсорбции (хемосорбция, адсорбция физическая и активированная, капиллярная конденсация) на практике часто протекают одновременно. Так, весьма часто совмещаются физическая адсорбция и капиллярная конденсация в поглотителях, имеющих поры различных размеров. Также наблюдаются случаи совмещения физической и активированной адсорбции, причем при низких температурах преимущественно протекает первая, а при высоких — вторая. [c.8]

При адсорбции газа [34] на горячей поверхности (типичный элементарный случай адсорбционного катализа) могут встретиться различные типы адсорбции, начиная от чисто физической, электрически нейтральной адсорбции или конденсации до образования определенного устойчивого химического соединения, также электрически нейтрального. Дубинин [29], характеризуя капиллярную конденсацию паров на пористых твердых вехцествах, указывает, что для твердых адсорбентов с крупными порами адсорбция является в значительной мере капиллярной конденсацией, в то время как для мелких пор применима адсорбционная теория Поляни для промежуточных случаев одновременно существуют и адсорбция и капиллярная конденсация. [c.108]

Характерной особенностью процесса заполнения пор, или капиллярной конденсации, является наличие петли гистерезиса на изотермах адсорбции. При этом адсорбционная ветвь петли гистерезиса обусловлена полимолекулярной адсорбцией и капиллярной конденсацией, в то время как десорбционная ветвь выражает лишь капиллярную конденсацию. В результате этого десорбционная ветвь изотермы и ширина петли гистерезиса служат выражением структуры пористого тела, отражением размера и в некоторой степени формы пор. Так, для твердых тел с малыми порами гистерезисные петли чрезвычайно узки, и, наоборот, расширение гистерезисных петель свидетельствует о наличии более крупных пор. [c.145]

Изотерма типа I выражает мономолекулярную адсорбцию. Наиболее удачная интерпретация изоте м этого типа дана Лэнгмюром (гл. IV). Изотерма типа II приписывается обычно полимолекулярной адсорбции. И потенциальная теория и теория капиллярной конденсации имеют дело с полимолекулярной адсорбцией, но ни одна из них не дает объяснения форм изотерм. Только поляризационная теория дает аналитическое выражение для изотерм типа II, но основное положение, на котором строится эта теория, неприемлемо. Кроме того, хотя все пять типов изотерм выражают тесно связанные друг с другом явления, никто еще не попытался вывести уравнение, которое бы включало каждый из этих типов как частный случай. Полимолекулярная теория адсорбции — первая из теорий, стремящаяся дать единую теорию физической адсорбции. Ее общее уравнение[ ] включает все пять типов изотерм как частные случаи и описывает ход изотерм каждого типа во всей области адсорбции от давления, равного нулю, до давления насыщения. В противоположность рассмотренным ранее теориям, описывавшим отдельно области мономолекулярной адсорбции, полимолекулярной адсорбции и капиллярной конденсации, эта теория включает все три области. [c.209]

Многослойная адсорбция и капиллярная конденсация. После адсорбции первого (мономолекулярного) слоя адсорбтива за счет прочных валентных сил при известных условиях может начаться адсорбция последующих его слоев уже за счет обычных сил сцепления между молекулами адсорбтива, что эквивалентно его конденсации. [c.160]

Определение начала капиллярно конденсации представляет известные трудности. Процессы многослойной адсорбции и капиллярной конденсации налагаются друг на друга. Однако для достаточно крупнопористых структур, поры в которых имеют открытый или бутылкообразный характер, капиллярная конденсация в адсорбентах с жестким скелетом сопровождается впол е воспроизводимым сорбционным гистерезисом. В та <их случаях мы можем оценить по началу сорбционного гистерезиса а,,, подставляя в уравнение [19] среднее значение. 4 для адсорбционной и десорбционной ветви изотермы или подставляя в уравнение [21] теплоту смачивания Q J адсорбента, предварительно адсорбировавшего пар в количестве а . [c.189]

Наиболее принята классификация пористой структуры углеродных материалов, предложенная в работе [91]. Поры подразделяются на макропоры с эффективным радиусом г>100+ Ч-200 нм, мезопоры (1,5г>0,6—0,7 нм [104]. Эта классификация, как будет показано ниже, основана на различиях в механизме процессов, протекающих в поре во время адсорбции и капиллярной конденсации. Полимодальный характер распределения пор по радиусам является наиболее характерным для активированных углей. [c.44]

X юкке ль. Адсорбция и капиллярная конденсация. [c.83]

Найдем функциональную связь между основными изотермами адсорбции и десорбции и сканирующей изотермой адсорбции. Б точке начала адсорбции при Х Х часть полостей свободна от капиллярного конденсата. Доля таких полостей равна ( (х) в уравнении (4). По мере увеличения давления пара именно в них протекают процессы адсорбции и капиллярной конденсации. Приращение количества адсорбата при этом определяется основной изотермой адсорбции 7. (х). Следовательно, справедливо соотношение [c.72]

Выделим три основных недостатка, присущих традиционным методам. Во-первых, процессы адсорбции и капиллярной конденсации рассматриваются раздельно, без учета их взаимосвязи. Во-вторых, используются чрезмерно упрощенные структурные модели, как правило системы цилиндрических капилляров или щелевидных пор. В-третьих, все безмодельные расчетные методики основаны на применении термодинамических уравнений, справедливых для обратимых равновесных процессов, в то время как процессы капиллярной конденсации и десорбции являются в мезопористых адсорбентах необратимыми, о чем свидетельствует явление капиллярного гистерезиса. [c.237]

Одновременно с явлениями адсорбции и капиллярной конденсации происходит абсорбция паров спирта водой, находящейся на поверхности адсорбента. Поскольку вода содержит 2—3% остаточного растворителя (спирта) абсорбционная опособность ее заметно улучшается. [c.41]

В книгу включены дополнения, в частности новые данные автора по линейному натяжению на контуре трехфазного контакта и его роли в зародышеобразовании. Одним из нас (Е. Д. Щ,укиным) с согласия автора написана новая глава о структурно-механических свойствах и реологии дисперсных систем. Другая дополнительная глава (Б. В. Дерягина и Н. В. Чураева) посвящена современному состоянию исследований смачивающих пленок — их равновесия и устойчивости, зависящих от молекулярной, электростатической и структурной составляющих расклинивающего давления. Эти исследования важны как для теории коллоидно-поверхностных явлений — смачивания, адсорбции и капиллярной конденсации, так и для приложений — флотации, нанесения покрытий, почвоведения и гидротехники. [c.6]

Активированным углем называется уголь с высокой адсорбционной способностью. Это пористый адсорбент, скелет которого состоит из сеток шестичленных углеродных колец, менее упорядоченных, чем в графите, и ковалентно связанных с углеродными радикалами, водородом, а иногда и с кислородом. Активированные угли хорошо адсорбируют углеводороды и их производные, хуже—аммиак, низшие спирты и особенно плохо воду. Активированные угли обладают неоднородной поверхностью и высокой пористостью. У активированных углей имеются микропоры размером 1—2 нм с сильноразвитой удельной поверхностью (до 100 м г), поры размером 5—50 нм с поверхностью 100 м г и макропоры размером более 100 нм и малой удельной поверхностью 1 м 1г. Макропоры служат как бы транспортными каналами, подводящими молекулы адсорбируемого вещества к внутренним частям зерен активированного угля в порах средних размеров (5—50 нм) происходит адсорбция групп молекул (полимолекулярная адсорбция) и капиллярная конденсация паров и, наконец, наиболее сильная адсорбция идет в микропорах. [c.234]

Системы активные угли—азот, 78 К и бензол 293 К. В качестве углеродных адсорбентов были избраны два характерных образца активных углей с развитой мезопористостью. В совместной с Жуковской работе были детально изучены адсорбция и капиллярная конденсация паров азота при 78 К и бензола при 293 К [18]. Исходные для расчетов данные приведены в табл. 2 для азота и в табл. 7 для бензола. Ветви капиллярного испарения этих изотерм служили для более детального анализа по трем рассматриваемым методам. По построенным в крупном масштабе десорбционным ветвям изотерм были получены путем интерполяции до 30 экспериментальных точек для тех равновесных относительных давлений, для которых [c.117]

Значение дает представление об объеме сорбирующих пор. Научное обоснование физического смысла этой величины как объема всех пор, заполняемых в процессе адсорбции и капиллярной конденсации при упругости насыщенного пара, дано впервые Гурвичем [290]. По Гурвичу величина У в пересчете на обычную жидкость не зависит от природы адсорбируемого пара. Объем адсорбционного пространства У может быть рассчитан либо по изотерме сорбции, беря величину адсорбции в ммоль1г при Р/Р = = 1 (а ), умножив ее на молярный объем адсорбата в жидком состоянии (У, ), либо эксикаторным методом У, = [c.134]

В заключение еще раз заметим, что развитая теория приложима только к малонолярным жидкостям, полностью смачивающим стенки пор, форма которых предполагается щелевидной. Однако при всех ограничениях развитые соображения имеют общее значение, поскольку они помогают выяснить влияние на процессы адсорбции и капиллярной конденсации сил, исходящих со стороны обеих поверхностей щелевидной поры. [c.190]

Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев. Рассмотрим]процессы полимолекуляр-пой адсорбции и капиллярной конденсации в системе плоских щелей различной ширины Н. При некотором заданном относительном давлении пара р р часть щелей Н < Яр будет заполнена конденсатом, а часть Н > > останется свободной. В последнем случае поверхность щелей будет покрыта адсорбционными пленками, толщина которых к зависит не только от plps, но и от ширины щели Н. [c.207]

А. П. Карнаухов (Институт катализа СО АН СССР, Новосибирск). Точное описание реальных пористых систем, вероятно, невозможно без применения статистических методов. Из обзора Радушкевича [1] ясно, однако, что эта область развита пока еще очень слабо, и мы находимся здесь только в самом начале длинного и трудного пути. Л. В. Радушкевич в общем случае, конечно, прав, говоря о неоднозначности при описании пористых систем простыми методами. Для глобулярной системы, например, возможны многие вариации размеров частиц и их упаковки. К одному и тому же размеру пор приводят мелкие рыхлоупакованные и крупные плотноупакованные частицы. Эти системы по-разному поведут себя в отношении процессов массо- и теплопереноса, адсорбции и капиллярной конденсации прочность, а также ультрапористость их будет различна. Поэтому неоднозначность для исследователей, работающих над этими вопросами, неприемлема. С другой стороны, они не располагают пока статистическими методами и не могут ждать, когда эти методы будут разработаны, и с их помощью можно будет решить задачу в общем виде, [c.323]

При адсорбции газов на поверхности может происходить слабое взаш,юдзйствие между газом и твердым телом, аналогичное явлению конденсации, или сильное взашодзйствие типа химической реакции. Первое явление называют физической адсорбцией, а второе - химической адсорбцией И.ЛИ сокращенно хемосорбцией. Часто вместо физической адсорбции пользуются терминами вандервааль совой адсорбции (силы, обусловливающие конденса-цшо, т.е. вандерваальсовы силы, проявляются также и в процессе физической адсорбции) или низкотемпературной адсорбции, или вторичной адсорбции и капиллярной конденсации Д/. Хемосорбцию часто называют активированной адсорб шей, так как она, подобно хшушческим реакциям, характеризуется определенной энергией активации, или высокотемпературной адсорбцией, а также первичной адсорбцией [ ], [c.45]

Полимолекулярной адсорбции и капиллярной конденсации всегда обязательно предшествует мономолекулярная адсорбция. Полная теория должна быть приложима ко всей области адсорбции. Теория капиллярной конденсации не может описывать мономолекулярной адсорбции следовательно, эта теория может быть приложима лишь к части изотермы адсорбции. Пэтенциальная теория может описывать как мономолекулярную, так и полимолекулярную адсорбцию. Хотя первоначально потенциальная теория и была построена, исходя из концепции полимолекулярного адсорбированного слоя, но, как это ни парадоксально, она дает по сравнению со всеми существующими в настоящее время теориями наиболее удовлетворительную количественную трактовку мономолекулярной адсорбции на поверхностях, обладающих резко различными теплотами адсорбции. Однако эта теория не приводит к аналитической формулировке изотермы адсорбции, и единственным критерием ее справедливости [c.139]

Полимолекулярная адсорбционная теория является первой иопытко создания единой теории физической адсорбции. Эта теория описывает весь ход изотермы, включая области мономолекулярной адсорбции, ноли-молекулярно адсорбции и капиллярной конденсации, тогда как прежние теории описывали только какую-нибудь одну из этих облаете . Теория приводит к уравнению изотермы адсорбции, которое может объяснить все пять различных типов зотерм, в то время как предлагавшиеся ранее уравнен ш были примен мы только к какому-нибудь одному типу изотермы, причем для трех типов из пяти вообще не было предложено уравнения. [c.244]

Жуховицкий [ ], критикуя структурные кривые Кубельки, указывает, что можно притти к совершенно неверным результатам, если пренебрегать адсорбцией по сравнению с капиллярной конденсацией. Если же учитывать одновременно и адсорбцию и капиллярную конденсацию, по методу Жуховицкого, описанному в [c.531]

И, поскольку при этом во всех порах образуются мениски, десорбционная ветвь подчиняется уравнению Кельвина. Таким образом, поднимающаяся ветвь петли соответствует одновременному протеканию адсорбции и капиллярной конденсации. Опускающаяся ветвь, наоборот, представляет одну лищь капиллярную конденсацию. [c.542]

В слзщае промышленных адсорбентов тип I характерен для мелкопористых адсорбентов, практически не содержащих мезопор. Начальные выпуклые участки изотерм II и IV также связаны с микропорами, присутствующими в сорбентах преимущественно мезо- и микропористых, иолимолекулярная адсорбция и капиллярная конденсация в которых определяют даль-нешпий ход кривых. Начальные вогнутые участки сравнительно редко встречающихся изотерм типов III и V характерны для систем адсорбент—адсорбат, когда взаимодействие для молекул адсорбата с адсорбентом меньше межмолекулярного взаимодействия молекул адсорбата, например, вызванного проявлением водородных связей. [c.252]