Цеолиты, адсорбция структура

По экспериментальным данным, приведенным в работе [11] была рассчитана характеристическая энергия адсорбции криптона на цеолите ЫаХ Е = 7740 Дж/моль и определена величина предельной адсорбции для различных температур. Теплота парообразования криптона ДЯо = 9018 Дж/моль. По формулам (2.1.8), (2.1.13) определяем критическую температуру адсорбированного криптона 7 р = 389 К и критическую плотность р р= 1240 кг/м . На рис. 2.4 приведена графическая иллюстрация, проведенных нами расчетов зависимости плотности адсорбированной фазы от температуры. Сравнение рассчитанной плотности адсорбированного криптона с экспериментальными результатами не оставляет сомнения в преимуществе разработанного метода. Адекватность описания экспериментальных данных связана, очевидно, с учетом при расчете не только основных физических свойств объемной фазы, но и характеристических характеристик адсорбции, а значит, и пористой структуры адсорбента. [c.33]

Катионные фюрмы цеолитов активны в окислении оксида углерода [264—267]. Методом ИК-спектроскопии показано, что при адсорбции на цеолите типа А молекулы СО локализуются вблизи катионов металлов [265]. При этом введение кислорода в реакционную систему при комнатной температуре сопровождается окислением адсорбированного оксида углерода и появлением полосы 2330-2370 см", соответствующей асимметрическому валентному колебанию Oj. Одновременно в области 1200— 1800 см" возникают полосы поверхностных карбонатных структур. Такое окисление СО на цеолитах при столь низкой температуре наблюдалось впервые. По каталитической активности катионные формы цеолита А располагались в следующий ряд [c.108]

Изотермы адсорбции к-пентана, представленные на рис. 20,1, имеют обычный характер изотерм физической адсорбции. В то же время адсорбция изопентана, которая связана с поглощением на внешней поверхности адсорбента и во вторичной пористой структуре, при температурах 20—60 °С не превышает 1 г/100 г. Адсорбционная способность цеолита СаА при 20—60 °С достигает уже нри 1,33 кПа (10 мм рт. ст.) 9—10 г/100 г — величины, близкой к максимальной активности (11—12 г/100 г). В тех же условиях изопентана сорбируется менее 0,3 г/100 г при давлении 39,9 кПа (300 мм рт. ст.) адсорбционная способность по изопентану не превышает 0,8 г/100 г. Аналогично изопентану происходит адсорбция на цеолите и других углеводородов с критическим диаметром молекул выше 5 А. По данным [5] 100 г гранулированного цеолита СаА при 25 °С сорбируют 0,02—0,04 г 2-метилбутана, 0,5—0,55 г 2-метилпентана, 1,2—1,8 г метилциклогексана, [c.432]

Размер кристаллов синтетических цеолитов измеряется в микрометрах, поэтому в практических усЛовиях цеолиты применяют в гранулированном виде с добавкой различных связующих веществ. В таком виде цеолит приобретает вторичную пористую структуру. Следует указать, что связующие добавки иногда могут проявлять себя как катализаторы побочных процессов нри адсорбции, например полимеризации некоторых углеводородов [131]. [c.92]

Уменьшения различий в напряженности электростатического поля в разных точках над поверхностью остова цеолита данного типа и с данным отношением 81 А1 (чему в обычном состоянии соответствует определенное количество катионов) можно осуществлять двумя путями. Во-первых, можно проводить в цеолите замену катионов большого заряда и малого радиуса на однозарядные катионы большого радиуса. Во-вторых, можно уменьшать концентрацию катионов на поверхности путем частичного декатионирования цеолита (без заметных искажений структуры остова). При этом энергия молекулярной (физической) адсорбции, как правило, уменьшается. [c.68]

Вклад сопротивления первичной пористой структуры в общее сопротивление переносу вещества в процессе адсорбции не является постоянным и зависит от типа цеолита, диаметра гранул, природы адсорбата и газа-носителя [2]. Относительный вклад первичной пористости зависит также от способа приготовления цеолита. В опытах с NaX без связующего установлено, что скорость процесса на этом цеолите выше, чем на цеолите обычного типа она почти не зависит от диаметра гранул и природы газа-носителя. Это свидетельствует о незначительном влиянии сопротивления вторичной пористости п, видимо, объясняется непрерывной структурой цеолитов без связующего, в результате которой в них возможна поверхностная диффузия молекул адсорбата, а также отсутствием блокировки поверхности кристаллов добавками связующего. [c.470]

В последнее время для окислительных процессов используют новые катализаторы-на основе цеолитов [63, 64]. Для введения металлов в цеолиты существуют различные способы пропитка, адсорбция из газовой фазы, ионный обмен и др. При этом состояние металлов в цеолитах в зависимости от способа введения различно в одних случаях цеолит служит только носителем, а в других-металл замещает ион водорода гидроксильных групп цеолитов и таким образом входит в его структуру. После введения металлов в цеолиты системы подвергают восстановлению водородом, и из различных металлсодержащих соединений образуются частицы металла. На практике обьино стремятся получить цеолитные катализаторы с небольшим количеством благородного металла это достигается методом ионного обмена, но распределение металла в цеолите получается неравномерным. Особенно это заметно для гранулированных цеолитов. [c.69]

Как уже указывалось [21], характер адсорбции молекул различной электронной структуры на цеолитах сходен с адсорбцией этих молекул на силикагелях. Однако больший эффективный заряд катионов в цеолите обусловливает более сильное взаимодействие с полярными молекулами и молекулами с я-связями, чем взаимодействие тех же молекул с гидроксилами кремнезема. [c.162]

В тех случаях, когда скорость отработки зерна совпадает со скоростью перемещения вещества в межкристаллитной структуре, время отработки пропорционально квадрату диаметра гранулы [3]. В наших опытах зависимость между временем отработки и диаметром гранул описывалась уравнением, показатель степени которого составлял 1,4—1,6 в случае газа-носителя азота и1,2—1,4—в случае гелия. Это позволило нам сделать заключение, что общая скорость адсорбции на цеолите NaX определяется диффузией как в первичной, так и во вторичной пористых структурах. [c.470]

Общая доля свободного объема в жестком кристалле цеолита должна оставаться постоянной, поэтому величина объема, занимаемого разными катионами, влияет на число молекул воды, заполняющих оставшийся объем. С уменьшением ионного радиуса катиона содержание воды увеличивается от 22 молекул для Tl" (г = 1,49 A) до 27 молекул для Na" (г = 0,98 А). Самое большое содержание воды — 30 молекул на ячейку — наблюдается в цеолите СаА, в котором число катионов в два раза меньше. Стерические эффекты при ионном обмене играют такую же роль, как и при адсорбции структура оказывает ионноситовое действие, которое зависит от размера обменивающегося иона (см. гл. 7). Многие катионные формы цеолита А можно получить обменом в водном растворе. Заместить ионы натрия на ионы лития и магния значительно труднее, чем на другие катионы. С ионами бария можно провести ионный обмен, но при последующей дегидратации структура кристалла разрушается, вероятно, из-за большого размера и заряда ионов бария. Обмен натрия на цезий можно провести лишь частично. Обмен на большие органические катионы, например ТМА, как и следовало ожидать, полностью исключается [105]. [c.97]

Эффект блокирования окон катионами сказывается на адсорбции только тех веш еств, молекулы которых слабо взаимодействуют с катионами. Молекулы воды координируются вокруг катионов п смеш а10т их внутрь полостей, поэтому катионы не в.лияют на их адсорбцию. Аналогичный эффект наблюдается в цеолите А. Структура Na-шабазита изучена недостаточно полно, но имею-ш,иеся данные позволяют предположить, что из 4 иопов натрия [c.119]

Характер влияния структуры адсорбента и химической природы ее поверхности отчетливо проявляется в результате расчета изостерических теплот адсорбции азота на основе прецизионных опытов Табунщиковой [11 ]. На рис. 4,2 представлены дифференциальные изостерические теплоты адсорбции азота на промышленных адсорбентах при различных заполнениях адсорбционной емкости. Теплоты адсорбции азота во всех случаях уменьшаются с увеличением степени заполнения. С другой стороны, на всем участке заполнений теплоты адсорбции возрастают в следующей последовательности активный уголь, силикагель, цеолит NaX, цеолит СаА. При степени заполнения 9 = 0,5 теплоты адсорбции в указанной серии адсорбентов составляют 9,15 9,85 12,30 13,5 кДж/моль (2,18 2,36 2,97 3,24 ккал/моль). Такое расположение адсорбентов в этом ряду объясняется, по-видимому, нарастанием микропористости при переходе от углей и силикагелей к цеолитам и усилением адсорбционных сил за счет специфической составляющей при адсорбции квадрупольной молекулы азота в силикатной (силрша-гель) и катионированной алюмосиликатной (цеолит) структурах. [c.140]

Нами была проведена серия опытов на Ставропольском природном газе с некоторым содержанием высших углеводородов. Полученные результаты показали хорошую сходимость с данными по осушке воздуха на том же адсорбенте (цеолит iNaA). Так, при 50 °С и скорости газового потока 0,5 л/(см - мин) была достигнута степень осушки, соответствуюш ая точке росы ниже —70 °С при активности сорбента 17 г/100 г. Селективность адсорбции цеолитов по отношению к парам воды настолько ярко выражена, что присутствие других компонентов (кислород и азот — в воздухе метан и этан — в природном газе) практически не влияет на характер извлечения влаги. Высшие же углеводороды не проникают в мелкую структуру пор цеолитов NaA. Тем самым исключается дезактивация, которая наблюдается на обычных твердых осушителях. Поэтому срок службы цеолитов NaA значительно выше, чем обычных адсорбентов. [c.375]

Название цеолит , в переводе с греческого, означающее кипящий камень , было дано еще в ХУП1 веке в связи со способностью природных цеолитов вспучиваться при нагревании в результате выделения из пор воды. Природные цеолиты встречаются как в изверженных, так и в осадочных породах. В настоящее время установлены структуры и химический состав 34 видов природных цеолитов. Наиболее распространены клиноптилолит, имеющий следующий состав (Ма2К2)ОХ X АЬОз-105102-8Н20 и содержащийся в туфах Закавказья, а также морденит и филлипсит. Избирательная адсорбция веществ с критическим диаметром молекул не более 0,5 мм была установлена в 1925 г. для одного из природных цеолитов — шабазита. [c.92]

Для характеристики ранее неизвестного минерала или синтетического соединения, такого, как цеолит, необходимы данные о его структуре, составе и физико-химических свойствах, в том числе данные 1) о строении каркаса (рентгеноструктурный анализ), 2) о химическом составе, 3) о химических и физических свойствах, характерных для цеолитов. К таким свойствам относятся стабильность, поведение при дегидратации, катпонном обмене, а также при адсорбции газов и паров. Эти свойства лучше многих других отражают важные особенности структуры цеолитов. [c.33]

Алюмосиликатный каркас гмелинита состоит из гексагональных колец, расположенных в параллельных полостях в последовательности ААВВ ААВВ, или из двойных 6-членных колец (единиц ВбК), расположенных в последовательности АВАВ. Как и в шабазите, каркас образуется путем соединения единиц ВбК через наклонные 4-членные кольца [153]. Соотношение между гексагональной АВ-упаковкой единицы В6К в гмелините и кубической АВС-упаковкой в шабазите показано на рис. 2.25. Модель каркаса изображена па рис. 2.62, а объемная модель — на рис. 2.43. Изучение адсорбции газов дегидратированными кристаллами гмелинита показало, что по своим адсорбционным свойствам этот минерал аналогичен шабазиту [154]. Следовательно, свободный размер каналов ограничен диаметром 4 А в результате того, что большие каналы с диаметром 7 А. перекрываются смеш ениями кристаллической решетки [155]. Диффузия происходит главным образом по пересекаюш имся каналам, перпендикулярным оси с. Положение молекул воды и катионов в гидратированном гмелините не вполне точно установлено. В элементарной ячейке гмелинита имеется 2 места локализации катионов внутри гексагональных призм. Вблизи 8-членных колец должны локализоваться 6 одновалентных катионов. Синтетический цеолит 8 имеет структуру гмелинита, но полный анализ его структуры не проведен. [c.120]

Цеолит А содержит два типа пустот 1) малые, объемом 151 A , находящиеся в -полостях и доступные только для небольших молекул типа воды 2) большие, объемом 775 А. , расположенные в а-полостях. Исходя из структуры цеолита, можно рассчитать, что общий свободный объем, приходящийся на элементарную ячейку, равен 926 А . Адсорбция газов типа аргона, кислорода и азота при давлении р = Ро дает величину свободного объема, равную объему большой а-полости, или 755 А па элементарную ячейку. Адсорбция поды цеолитом А дает величину свободного [c.437]

Цеолит L и морденит относятся к различным структурным группам, но в обоих цеолитах главные каналы, в которых протекает адсорбция, расположены параллельно друг другу. В цеолите L большие основные адсорбционные каналы направлены параллельно оси с, а образованы они почти плоскими 12-членпыми кольцами с свободным диаметром 7,4 А. [73]. Эти большие каналы связаны друг с другом окнами малых размеров так, что образуется система параллельных непересекающихся каналов (см. гл. 2). Исходя из структуры, можно рассчитать свободный адсорбционный объем и сравнить его с экспериментальными величинами, определенными по адсорбционным данным (табл. 5.11). Молекулы [c.442]

НОЙ десорбцией воды (рис. 6.5). При 800 °С цеолит А перекристаллизовывается в структуру -кристобалитного типа, являющуюся, вероятно, нафаршированным производным кристоба-лита [21]. Кальциевая форма цеолита А весьма стабильна и выдерживает нагревание выше 800 °С. Адсорбция воды на цеолите А II его кальциевой форме характеризуется слабым гистерезисом, по-видимому связанным с диффузией молекул воды в малые кубооктаэдрические полости — содалитовые ячейки — в структуре цеолита. Гистерезис такого типа ярко выражен при адсорбции воды дегидратированным гидросодалитом [4, 22]. [c.467]

Устойчивость цеолитов типов X и Y к действию паров воды. После обработки пародг при 350 °С структура NaX разрушается, и цеолит теряет способность к адсорбции. Представленные в таблице 6.7 данные показывают, что частичный обмен катиона на протон, осуществляемый обработкой минеральной кислотой и приводящий к уменьшению величины pH цеолита в воде до 6, улуч- [c.506]

Реакция с NH . Если водородную форму цеолита Y(HY) обрабатывают аммиаком при 500 °С и давлении 1 атм, гидроксильные группы замещаются на группы HoN—. Аммиак поглощается в количествах, соответствующих превращению 50% атомов водорода исходного цеолита в ионы аммония [121]. Полученный продукт сохраняет кристаллическую структуру цеолита Y, а содержание в нем аммиака эквивалентно первоначальному содержанию воды в Н-цеолите. Аммиак удаляют, продувая цеолит током инертного газа при 600 °С. В ИК-спектре исходегой водородной формы цеолита наблюдается как высокочастотная (3623 см" ), так и низкочастотная (3533 см ) полосы поглощения, принадлежащие валентным колебаниям ОН-групп. После адсорбции аммиака в ИК-спектре появляются полосы поглощения в области валентных колебаний N—Н-групп. Ниже представлен предполагаемый механизм данной реакции. [c.514]

Изучение ИК-спектров показало, что при адсорбции на цеолите aY молекулы СО специфически взаимодействуют с катионами и локализуются в местах с сильным электростатическим полем вблизи двухвалентных ионов кальция [124]. Такая специфическая адсорбция описывается уравнением Ленгмюра. Согласно Эгертону и Стоуну [91], модель Ленгмюра дает самосогласуюшееся описание специфической адсорбции СО на цеолите aY. Каждая молекула СО взаимодействует с одним доступным ионом кальция, и каждый ион кальция, кролге первых 15, занимает место в большой полости, доступное для адсорбции окиси углерода (места Зц). Первые 15 ионов кальция заии>гают места Sj, недоступные для молекул окиси углерода. Таким образом, из-за различного положения катионов в иекоторых цеолитных структурах (например, в цеолите типа Y) сам факт ионного обмена еще не обязательно должен изменять специфичность адсорбции. Во многих случаях обменные катионы могут располагаться в недоступных местах структуры и не оказывать заметного влияния на селективность адсорбции. [c.681]

В работах [81, 162] кинетика адсорбции метана, этана, пропана и к-бутана на цеолите СаА изучена весовым методом. Согласно полученным данным, скорость диффузии и кажзтцаяся энергия активации зависят от концентрации. Более удовлетворительные корреляции получены после введения коэффициента сопротивления. Коэффициент сопротивления является эмпирической величиной, которая служит мерой общего сопротивления структуры цеолита потоку адсорбата. Данные по кинетике адсорбции всех четырех углеводородов в широком интервале температур описываются уравнением [c.692]

В цеолите СаА щелочные и щелочноземельные катионы фиксированы в шестичленных кислородных кольцах (позиция iSii). В результате гидротермальной обработки из щелочноземельных ионов образуются катионы (МеОН)+, которые занимают другие позиции вблизи входных окон. Блокирование входных окон самими катионами (МеОН)+ или продуктадш их дегидроксилировапия (группы МеО или МеОМе) вызывает изменение характерных свойств цеолита СаА. Это изменение структуры полости наверняка больше на периферии отдельного кристалла цеолита, чем в его центре. Поэтому механическая обработка освобождает внутренние полости, которые блокированы меньше, вследствие чего повышается адсорбционная емкость и скорость адсорбции. [c.46]

Коэффициент адсорбционного разделения указанной системы а сильно зависит от выбранной продолжительности процесса адсорбции. В этих условиях мы склонны говорить о кинетическом коэффициенте разделения. Хотя очевидно, что представленные на рис. 1 величины а,- относятся к микропористой структуре цеолита, хочется указать, что они находятся в качественном соответствии с величинами адсорбции индивидуальных к-гексана и бензола на данном цеолите и что подобный эксперимент для цеолита Na aA дал кинетические кривые, представленные на рис. 2. В микропористой структуре обоих цеолитов имеются, однако, известные различия. [c.339]

Влияние ионообменного катиона ь цеолите tia адсорбцию молекул разной алектровной структуры [c.157]

Свойства молекулярного сита (цеолита) типа СаА адсорбировать вместе с н-парафинами также а-олефины и транс-моноолефины нормального строения объясняются структурой его кристаллической решетки, имеющей размер проходных пор около 0,5 нм, что соизмеримо с критическим диаметром молекул указанных углеводородов [144, 145]. На цеолите СаА степень адсорбции в ряду н-гек-сенов не зависит от положения двойной связи в углеводородной цени, а онределяется только геометрическим строением указанных углеводородов [145]. Это позволяет на цеолите СаА в динамических условиях выделить из смеси всех возможных геометрических изомеров концентрат, состоящий на 94,6% из а- и транс-изомеров н-гексе-нов. Адсорбируемость смесей н-парафинов и н-олефинов различной молекулярной массы цеолитом СаА подчиняется следующей закономерности в ряду н-парафинов преимущественно адсорбируются высокомолекулярные компоненты, наличие в молекуле двойной связи по адсорбируемости соответствует увеличёнию длины углеводородной цепи примерно на три группы Hg, начиная с н-гексана [146, 147]. Таким образом, н-олефины адсорбируются сильнее к-парафинов, содержащих то же число атомов углерода в молекуле. [c.61]

Смотреть страницы где упоминается термин Цеолиты, адсорбция структура: [c.122] [c.90] [c.50] [c.303] [c.203] [c.163] [c.517] [c.588] [c.691] [c.309] [c.309] [c.52] [c.202] [c.37] [c.284] [c.144] [c.470] [c.144] [c.46] [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология