Сажа, поверхность структура

Основные показатели качества сажи — размер частиц (дисперсность, размеры и форма сажевых агрегатов), структурность, удельная поверхность, адсорбционная способность, содержание летучих, серы, посторонних включений, зольность и pH водной суспензии. Для некоторых марок оценивают показатели тепло- и электрофизических свойств, содержание частиц кокса. Свойства сажи определяются прежде всего составом сырья и способом производства. Так, при возрастании числа ароматических колец и содержания углерода в циклических структурах увеличивается выход и улучшается качество сажи. Ее дисперсность зависит от температуры процесса, с ее повышением выход сажи уменьшается. Значительное влияние на технические свойства наполненных систем оказывает содержание серы. [c.396]

Свойства сажи и ее применение. Качество сажи в зависимости от ее назначения определяется следующими характеристиками удельной поверхностью, структурой (расположение атомов-углерода сажи по отношению друг к другу) и pH водного экстракта. [c.126]

В первой части этого курса были рассмотрены различные по химической природе и геометрической структуре адсорбенты, применяемые в молекулярной газовой и жидкостной хроматографии от одноатомного адсорбента с однородной плоской поверхностью графитированная термическая сажа) до непористых и микропористых солей, кристаллических микропористых и аморфных оксидов (на примере кремнезема) и органических пористых полимеров, а также способы адсорбционного и химического модифицирования адсорбентов. При этом были рассмотрены химия поверхности и адсорбционные свойства этих адсорбентов — поверхностные химические реакции, газовая хроматография, изотермы и теплоты адсорбции и происходящие при модифицировании поверхности и адсорбции изменения в ИК спектрах. Уже из этой описательной части курса видно, что свойства системы газ — адсорбент в сильной степени зависят как от химии поверхности и структуры адсорбента, так и от природы и строения адсорбируемых молекул, а также от их концентрации и температуры системы. Приведенные экспериментальные данные позволили рассмотреть и классифицировать проявле- [c.126]

Влияние функциональных групп на поверхности сажи на взаимодействие с полимером остается дискуссионным, за исключением случаев их использования в полярных средах и ненасыщенных соединениях в присутствии химического промотора. В связи с тем, что каменноугольный пек представляет собой полярную среду, влияние функциональных групп на поверхности сажи на структуру и свойства композиций сажа—связующее можно считать доказанным [В-4]. [c.222]

В отличие от непористого аэросила белые сажи пористы. Структура (в частности пористая) и химия поверхности таких наполнителей остаются до сих пор во многих отношениях невыясненными, что затрудняет их применение и разработку новых технологических схем производства [1]. Нами проведена систематизация наиболее важных характеристик усиливающего действия белых саж. [c.59]

Экспериментальные данные показывают, что свойства поверхности стабилизируются при нагревании сажи примерно до 1700 С. Дальнейшее повышение температуры практически мало влияет на снижение ее активности. В соответствии с этим печные сажи получают в интервале 1200-1800 С. При более высоких температурах и сравнительно меньшем времени выдержки изготавливаются высокодисперсные сажи. При нагреве печной сажи до температур более 1000 С в отсутствие кислорода наблюдается рост размеров пачек Хд и Х,., значительно отличающийся выше 1800-2000 С от изменения соответствующих параметров для саж, полученных при термоокислительном разложении углеводородов. Однако во всех случаях трехмерного упорядочения у саж не достигается. Изменения структуры заканчиваются при 2700 С, после чего начинается испарение углерода и отложение его паров на частичках сажи и в холодных частях реактора [4-21]. [c.204]

Эта классификация не дает возможности точно определить поведение сажи в каучуке, но наибольшая ценность ее состоит в том, что она оценивает, как нормальную , структуру канальной легкообрабатываемой сажи и тонкодисперсной печной, что основано на равной длине устойчивых цепочек, а также на том, что газовые сажи в течение многих лет были основными промышленными типами сажи. Исходя из указанной структуры саж, можно получить очень простой и наиболее удовлетворительный способ оценки сажевой структуры. Вычерчивают кривую зависимости абсорбции масла от величины частиц или поверхности для саж нормальной структуры (рис. 6). Эта кривая нормальной структуры получает структурный индекс 100. Структурный индекс любой другой сажи рассчитывается как отношение ординаты соответствующей точки к ординате точки на нормальной кривой, имеющей ту же абсциссу (т. е. равную удельную поверхность), как это показано на рис. 6. Следовательно, структурный индекс выше 100 указывает на большую степень развития устойчивой структуры, чем у саж с нормальной структурой. Несмотря на приближенное значение этого показателя он, в отсутствие фактора формы, служит лучшей характеристикой сажевой структуры в резиновых смесях. [c.62]

Находящиеся на поверхности сажи активные группы обрывают цепи, реагируя со свободными радикалами, которые возникают при деструкции полимера. Возможен и другой механизм взаимодействия сажи с полимерными радикалами. С помощью метода ЭПР в саже обнаруживаются свободные радикалы [291], которые возникают на поверхности сажи, имеющей структуру графита. Эти активные центры могут реагировать с полимерными радикалами. Возникновением стабильных ковалентных связе между полимером [c.146]

Представляет интерес проверить, остается ли этот вывод справедливым в 0т 10шени>и других типов адсорбционных нро-цеееов, рассмотренных в ра.зделе V. В случае неполярных сил Ваи-дер-Ваальса, описанных в разделе У,2, этот вывод в принципе сохраняется. Уголь, действующий в основном как проводя-Ш.НЙ адсорбент, по самой своей природе обладает в пределах молекулярных размеров довольно плоской адсорбирующей поверхностью [41 б]. Однако между свойствами базисных плоскостей и граней гексагональных призм структуры графита имеется значительное различие, вследетвие чего поверхность обычного угля не обладает достаточной однородностью, чтобы на ней могла наблюдаться ступенчатая физическая адсорбция. Но если уголь графитизировать при очень высоких температурах, то можно изготовить адсорбент с однородной поверхностью, о чем свидетельствуют ступенчатые изотермы адсорбции, наблюдавшиеся при адсорбции криптона на графитизированной саже [99]. [c.67]

Сажи. Для шинных смесей наибольшее значение имеют сажи. Масса сажи составляет 28—30% от массы шины. Сажи характеризуются различными показателями, определяющими их действие в резиновых смесях (удельная поверхность, структура, реакционная способность поверхности, pH). [c.97]

При температурах выше 800° С скорость конденсации до углерода становится важным фактором и так как углерод катализирует разложение бензола, и быстро покрывающиеся углеродом поверхности реактора, то кинетика реакции усложняется. Однако можно сказать, что реакция является, по-видимому, реакцией второго порядка, причем имеет место адсорбция на поверхности контакта.В полом цилиндре углерод не только отла-,гается в виде прочно пристающего к стенкам налета, но также образуется в струе пара и оседает на дно трубы в виде мягкого объемистого осадка. В связи с этим Айли и Райли [22] дают описание трех форм углерода, отлагающегося при пиролизе углеводородов, включая бензол, при температурах от 800 до 1300° С. Таковыми являются отложения стекловидные, мягкая сажа и волокнистые, располагающиеся зонально от нагревающегося до охлаждающегося концов трубы соответственно. На качество конденсирующихся структур углерода, а также и на их количество преимущественное влияние оказывает температура. [c.96]

Некоторые установки, в особенности те, которые расположены после циклических реакторов риформинга углеводородов, работают с исходными газами, содержащими следы ацетилена и окиси азота. Это приводит к образованию смолы с высоким содержанием углерода, которая откладывается на катализаторе и прекращает доступ газа к каталитической поверхности. Многие заводы решают эту проблему, используя отдельный защитный слой катализатора, который может регенерироваться. На установках высокотемпературного неполного окисления углеводородов иногда получают исходный газ, содержащий частицы сажи, которые могут блокировать поры в высокотемпературном катализаторе конверсии СО. Регенерация катализаторов, блокированных смолой и сажей, возможна только в том случае, если физическая структура таблеток катализатора не пострадала во время образования углерода. Некоторые партии катализаторов Ай-Си-Ай 15-2/4 успешно регенерировались, по крайней мере, четыре раза в течение пробега. [c.126]

Использование технических видов углерода в качестве наполнителей (нефтяные коксы), связующих и пропиточных жидкостей (нефтяные пеки), усилителей резины (сажи) базируется па поверхностных явлениях, происходящих на разделе фаз. Эти явления зависят от состояния и энергии поверхности твердых веществ и от молекулярной структуры и устойчивости жидких сред, а также от условий их адсорбции. [c.55]

Показатели величины pH, удельной поверхности и структуры некоторых видов газовой сажи, выпускаемых Колумбийской компанией по добыванию углерода [c.39]

Очевидно, что на кинетику растворения фуллеренов оказывают значительное влияние структурные особенности твердой фазы, из которой фуллерены переводят в раствор. Плотная гранецентрированная кубическая структура кристаллов фуллерита С60, характеризуемая величиной энергии связи молекул, равной 0,4 эВ при 25 °С [30], является фактором, по всей видимости, понижающим общую скорость растворения фуллерита. Углеродная матрица Ф-сажи, имеющая рыхлую аморфную структуру, слабо препятствует взаимодействию молекул фуллеренов и растворителя, а также обусловливает большую поверхность контакта фаз, что в целом приводит к увеличению скорости выхода фуллеренов в раствор. [c.48]

В первой части описывается химия поверхности и адсорбционные свойства основных неорганических и органических адсорбентов (от таких одноатомных непористых и однородных, как графитированные сажи, до пористых органических полимеров), адсорбционное и химическое модифицирование поверхности адсорбентов, спектроскопическое исследование поверхностных соединений и адсорбционных комплексов. В этой части устанавливается качественная связь структуры молекул с адсорбционными свойствами, ярко проявляющаяся в хроматографии. [c.3]

Ознакомление с поверхностями твердых тел разной химической природы и геометрической структуры целесообразно начать с простейшего случая, а именно, с однородной поверхности одноатомного кристалла, причем такой, которая не содержит обрывов химических связей (они сейчас же будут насыщаться кислородом воздуха или другими химически активными примесями воздуха и создадут на поверхности центры специфической адсорбции). Идеальным примером такой поверхности является базисная грань полубесконечного кристалла графита. Эта поверхность в высокой степени инертна. Однако для практических применений в газовой хроматографии целесообразно иметь графитовый адсорбент с удельной поверхностью не менее 5—10 м /г. Для этого используются сажи, получаемые термическим разложением метана, выделяющийся при этом водород предохраняет углерод от окисления. Частицы образующейся термической сажи похожи на капли, а углеродные сетки кристаллитов в этих частицах невелики (около 2—3 нм). Хотя эти кристаллиты располагаются своими базисными гранями в основном перпендикулярно радиусу частицы такой сажи неоднородность ее поверхности еще очень велика, так как [c.14]

В лекции 1 был описан непористый неспецифический адсорбент— графитированная термическая сажа, важный для газовой хроматографии веществ, различающихся по геометрии молекул, в частности, структурных изомеров. Однако гранулы из частиц этого адсорбента непрочны, так что проницаемость колонны при большом перепаде давления газа-носителя может изменяться во времени. Кроме того, энергия неспецифического межмолекулярного взаимодействия молекул с ГТС из-за высокой концентрации атомов (углерода в графитовых слоях настолько велика, что для разделения, например, изомерных терфенилов (см. табл. 1.3), надо повышать температуру колонны с ГТС до 350°С и выше. Вместе с тем, будучи хорошим адсорбентом для разделения молекул с различной геометрической структурой, ГТС менее чувствительна к различиям электронной конфигурации молекул, наличию в них электрических и квадрупольных моментов. Гранулы специфических адсорбентов, состоящих из кристаллов солей, обладающих высокой селективностью по отношению к молекулам, различающимся по электронной конфигурации (см. рис. 2.1), также часто механически непрочны. Гранулы же силикагелей, силохромов и пористых стекол достаточно прочны, но это аморфные адсорбенты, и их поверхность в той или иной степени геометрически и химически неоднородна (см. рис. 3.3, 3.7 и 3.12). Кроме того, промышленные образцы этих адсорбентов часто содержат примеси, образующие при дегидратации поверхности сильные электроноакцепторные центры (см. раздел 3.12). [c.75]

ЛЕКЦИЯ 9. МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ АДСОРБЦИИ ПРИ МАЛОМ (НУЛЕВОМ) ЗАПОЛНЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ И МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АДСОРБАТ — АДСОРБЕНТ. РЕШЕНИЕ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ РАСЧЕТ КОНСТАНТ ГЕНРИ ДЛЯ АДСОРБЦИИ НА ГРАФИТИРОВАННОЙ САЖЕ МОЛЕКУЛ ИЗВЕСТНОЙ СТРУКТУРЫ [c.160]

На приведенных в лекции 9 примерах адсорбции углеводородов разных классов, простых эфиров и кетонов на одном и том же инертном адсорбенте, содержащем только один вид атомов и обладающем однородной плоской поверхностью известной структуры, —на графитированной термической саже —была показана возможность переноса найденных по опорным молекулам данного класса углеводородов и кислородных соединений полуэмпирических атом-атомных потенциалов на другие молекулы того же класса (алканы, алкены, алкины, ароматические углеводороды, эфиры и кетоны). Была проверена также возможность переноса найденных так атом-атомных потенциалов на углеводороды и гетероциклические соединения, содержащие атомы углерода и кислорода различных электронных конфигурациях. [c.184]

Газовая сажа, имеющаяся в продаже, отличается большим разнообразием в отношении ее физических и химических свойств. Свейцер и Гудрич указали, что действие саж может быть различным в зависимости от трех их основных свойств, к которым относятся величина pH, удельная поверхность, структура. [c.37]

Разложение электролита в указанных условиях сильно тормозится добавкой в электролит краун-эфиров или в графитовую матрицу сажи с удельной поверхностью около 40 м у г. Последняя, по-видимому, развивает контактную поверхность отрицательного электрода и способствует формированию его от ималь-ной структуры. При добавках сажи теоретическая емкость анода рассчитывается исходя из одного моля лития на шесть молей углерода графита и на двенадцать молей углерода сажи, так как у сажи трехмерноупорядоченная структура отсутствует. [c.332]

Значения кинетических характеристик, полученных для процесса образования углеродных отложений на поверхности катализаторов подгруппы железа в области температур 600-800°С, совпадают с литературными данными для процесса замедленного коксования и механизм образования углеродных отложений на поверхности гетерогенных катализаторов при темпчзатурах 600-800° С будет аналогичен механизму термического образования сажи. Это предположение согласуется с литературными данными по структуре этих веществ, порядку реакции, скорости реакции и энергии активации. [c.109]

Структура углерода на поверхности сажи отличается от его структуры в ядре. Наиболее упорядочен углерод в поверхностных слоях степень его упорядоченности уменьшается с продвижением к центру частицы и с уменьшением ее размеров. Возможно, что неоднородность частицы сажи объясняется наслаиванием на нее углерода в процессе ее образования при этом в последующем слое создаются более благоприятные условия для упорядочения такой частицы. По мере повышения ароматизованности сырья степень однородности слоев частиц увеличивается, что в общем позволяет в некоторых пределах влиять на свойства саж. Неод1юродность молекулярной структуры частиц влияет на химические и физикохимические свойства сажи. [c.52]

В процессе формирования в жидкой фазе структур и в результате их роста в газовой фазе несколько частиц сращиваются по поверхности касания в единый агрегат с достаточно высокой прочностью. Адгезию сажевых частиц друг с другом называют первичной структурностью сажи. В результате высокой степени дисперсности таких структур они склонны к дальнейшему агрегированию с образованием вторичных структур, прочность связей в которых значительно меньше и обусловлена в основном силами межмолекулярного взаимодействия между первичными структурами. В практических условиях способность к образованию вторичных структур пспользуют при грануляции саж. Гранулированная сажа (размер частиц 0,5—2 мм), обладающая хорошей текучестью и транспортабельностью, не должна иметь слишком высокую прочность шариков, так как в этом случае распределение сажп в каучуке при смешении ухудшится. [c.135]

По другому способу сырье сжигают с помощью горелок с узкой щелью, установленных в металлических аппаратах. Плоское пламя горящего сырья соприкасается с движущейся металлической поверхностью. Введение в пламя холодной поверхности приводит к тому, что рост образующихся в нем сажевых частиц и соединение их в цегшые структуры прерывается. Выделившаяся на осадительной поверхности сажа выводится [c.39]

Существенным отличием мезофазы, растворимой в хинолине, является наличие в ней нафтеновых и алкильных групп, перешедших из исходного пека. Частично нафтеновая структура мезофазы может быть получена в реакциях конденсации пека с гидрирующими добавками, в частности с упоминавшимся А1С1з [2-86]. Эффективной добавкой, тормозящей коалесценцию мезофазы и способствующей образованию изотропного кокса, являются частички сажи. Они концентрируются на поверхности мезофазных сфер и блокируют их рост. [c.99]

Структуру формирующегося граничного слоя определяет радиус частичек и степень их анизодиаметричности. По данным исследований этих слоев на поверхности саж [2-154], при радиусах частичек менее 15 нм граничный слой вообще не образуется. Это связано, по-видимому, с большей способностью мелких частичек к образованию жестких агрегатно-устойчивых структур, а также, как показано выше, к экранирующему действию мелких частичек при возникновении мезофазы в процессе их взаимодействия с каменноугольным пеком и образованию сферолитовых структур в нефтяных пеках. [c.146]

Выше было показано, что частички сажи и кокса в зависимости от содержания полярных групп в связующем способны к экранированию микросфер мезофа.зы каменноугольного пека, содержащего в своем составе функциональные группы, или превращаться в зародыши ее образования (только в нефтяных пеках). Структура граничных слоев в зависимости от вида связующего, как следствие этого обстоятельства, резко отличается. С увеличением длины молекул связующего их ориентация относительно поверхности частичек улучшается. Вязкость граничных слоев, вследствие этого, в несколько раз выше объемной вязкости, что находится в хорошем соответствии с данными о вязкости мезофазного и изотропного пеков. [c.152]

При взаимодействии со связующим, сажа, как отмечалюсь выше, может быть центром образования мезофазы в каменноугольном пеке или экранировать образующуюся мезофазу в нефтяном пеке. При критических (предельных) концентрациях сажи, когда связующее целиком располагается на поверхности вторичных агрегатов и в их свободных объемах, его структура и толщина слоя определяются рядом условий, в том числе режимами вальцевания и переработки в шнеке. [c.209]

При увеличении количества адсорбированного кислорода со временем выдержки отношение А /В (рис. 4-14) после первоначального подъема вновь падает. Для смесей с неграфитирован-ными сажами после определенного времени выдержки на воздухе появляется дополнительная линия с другим 5>-фактором, далее она вновь сливается с основным спектром. Очевидно, что эти картины изменения спектров ЭПР связаны с различной структурой образующихся на поверхностях неграфитированной и графитированной саж граничных слоев, которые определяют механизмы адсорбции кислорода. Появление второй линии объясняется фиксацией молекулярного кислорода в граничном полимерном слое, так как это не наблюдалось отдельно на саже и карбони-зованной ФФФС. [c.216]

Электронно-микроскопические исследования [4-12, 24] показали, что граничные слои кокса из каменноугольного связующего, которые образуются при смешении на поверхности сажевых субагрегатов, имеют морфологию, сходную с мор< )ологи-ей внешних оболочек графитированных сажевых частичек. Этот слой кокса из связующего (рис. 4-15) состоит из ориентированных параллельно поверхности субагрегата 1 рупп графитоподобных слоев, что доказано микродифракционными исследованиями. Прослойки сходной структуры обнаружены на поверхности виброизмельченной и графитированной после виброизмельчения саж. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что структура граничного слоя не зависит от активности поверхности и фиксированных на ней функциональных групп и находится в мезоморфном состоянии. [c.216]

При расчетах по удельной поверхности сажи толщина граничной пленки составляет 15-20 нм в зависимости от условий смешения и гомогенизации, в частности температуры вальцевания или экструдирования. Если считать, что граничные слои каменноугольного связующего располагаются только на внешней поверхности субагрегатов, то толщина граничных слоев в два раза больше расчетной. Следовательно, лиофильными свойствами обладает только половина поверхности. Толщина пленки связующего уменьшается пропорционально температуре вальцевания [4-29]. После спекания при 300-350°С и последующего быстрого нагрева до кроме ориентированных слоев кокса образуются коксы из мезофазы, имеющие ленточную структуру, а также с глобулярной структурой (рис. 4-16). [c.217]

Решающим ограничением образования граничных слсзев с морфологией мезофазы является вид используемых саж. Так, при применении печных саж П234 и П324, частички которых имеют радиус кривизны 12,5 и 15,0 нм соответственно и которые не имеют на поверхности пиролитических оболочек, образования ориентационно-упорядоченных слоев из фенольных смол не наблюдается. При этом их глобулярная структура на поверхности частичек имеет заметные отличия от структуры в объеме смолы. [c.221]

С другой стороны, И ЭТО опять же относится и к другим видам углеродных матриц, кинетика и механизм фторирования чрезвычайно чувствительны к температурам их предшествующей термообработки. Общие кинетические кривые отличаются от кривых для природных графитов тем, что у саж отсутствуют диффузионные ограничения при фторировании в связи с малым размером их частичек и высокоразвитой поверхностью. Максимальная концентрация фтора в саже достигается примерно при 400 С [6-172]. Зависимость структуры, состава и цвета фторидов, полученных при различных условиях фторирования исходной и термообработанной при разных температурах саж, дана в табл. 6-29. Цвет фторированных продуктов определяется не только глубиной фторирования, но и видом С—Г связей. [c.397]

По данным микродифракционных исследований, дифракционные кольца с увеличением содержания фтора становятся более размытыми и наиболее четко проявляется рефлекс для соединения (СГ1,12) . Разрешаемые на электронно-микроскопических снимках углеродные ленты (рис. 4-7) нри преобразовании сажи во фторуглерод становятся невидимыми. По данным рентгеноструктурных исследований, размеры кристаллитов при фторировании уменьшаются. В связи с гетерогенностью структуры сажи распределение атомов фтора при х<1 в объеме сажи не равномерно. В начале фторирования, по-видимому, обра )уются летучие соединения, способствуюпше возникновению пор и развитию удельной поверхности без заметного изменения размеров частичек и их агрегатов. С ростом содержания фтора образуются фторированные островки, объемы которых увеличиваются по мере роста содержания фтора. [c.398]

Геометрическая структура адсорбентов (удельная поверхность, средний диаметр пор) существенно влияет на объем удерживания анализируемых веществ и на газо-адсорбционное разделение. Для анализа легких углеводородов и низкокипящих неорганических газов применяются емкие адсорбенты, такие, как тонкопорнстые силикагели, тонкопористые стекла, молекулярные сита, активированные угли. Наоборот, для анализа высококипящих крупных молекул необходимо использовать малоактивные адсорбенты (широкопористые стекла, графитированные сажи и т. д.). [c.164]

Частицы таких саж представляют собой алгомераты полимерных ароматических молекул, содержащие по периметру неупорядоченных графитоподобных сеток различные углеводородные группы (с двойными связями, гидроксильные, карбоксильные, хиноидные, альдегидные, свободные радикалы и др.). Больше всего таких групп содержится на поверхности канальной сажи. Термическая обработка сажи в вакууме или в токе водорода изменяет ее кристаллографическую структуру, величину и химический состав поверхности. При нагревании до 1000°С растут кристаллиты, составляющие частицу сажи, и разрушаются оксиды на ее поверхности, удаляются смолистые вещества, удельная поверхность сажи уменьшается. При 2200—3200 С наступает полное графитирование, т. е. параллельная ориентация кристаллитов в соответствии с решеткой графита. [c.166]