Адсорбционное пространство

Переходя к количественным соотношениям теории объемного заполнения пор, необходимо отметить, что в ее основе лежат представления потенциальной теории Поляни, предложенной для описания полимолекулярной адсорбции, исходя из объема адсорбционного пространства. Теория Поляни принимает, что в адсорб< [c.140]

Как видно из рис. XIX, 46, зависимость адсорбционного потенциала от объема адсорбционного пространства для данного адсорб 1та практически не зависит от температуры и выражается одной кривой называемой характеристической припой. Поэтому данная точка на этой криной может быть выражена соответствующими точками изотерм адсорбции, относящихся к разным температурам и Тг) [c.520]

В работе М. М. Дубинина с сотрудниками [6] приведены экспериментальные предельные величины адсорбции некоторых веществ на активных углях АУ-1, АУ-2, АУ-3 с различной пористой структурой, структурные характеристики которых были определены по бензолу. Исследования, проведенные авторами, показали, что геометрическая структура и критический диаметр молекул могут оказывать существенное влияние на значение предельной величины адсорбции. В табл. 2.4 представлены структурные характеристики указанных углей и предельные объемы адсорбционного пространства при адсорбции трех веществ с различным критическим диаметром молекул. Адсорбция проводилась при 293 К, что значительно ниже температуры кипения всех рассматриваемых веществ. Видно, что при адсорбции указанных веществ на активных углях АУ-1 и АУ-2,. характеризующихся высокими значениями структурной константы В, предельный объем только немного отличается от объема,, оцененного по бензолу. Уголь АУ-3 имеет наименьшее значение структурной константы, а значит, наименьшие размеры микро- [c.27]

Многочисленные опытные данные показывают, что предельный объем адсорбционного пространства активных углей, рассчитанный по экспериментальным данным адсорбции различных газов, изменяется в довольно широких пределах. Так, в табл. 2.3 приводятся значения предельных объемов адсорбционного пространства при адсорбции некоторых криогенных газов с размером молекул, значительно меньшим, чем у бензола, на промышленном активном угле ПАУ-1. Структурные параметры этого угля при расчете на стандартный пар (бензол) равны и о = 0,40 см /г В = 0,5Ы0 К = 26,8 кДж/моль 17]. [c.26]

Таблица 2.3. Значения предельных объемов адсорбционного пространства для криогенных газов н паров на активном угле ПАУ-1 (7]

Для описания адсорбционного равновесия в настоящее время широко используются уравнения, базирующиеся на различных представлениях о механизме адсорбции, связывающие адсорбционную способность с пористой структурой адсорбента и физико-химические свойства адсорбтива. Эти уравнения имеют различную математическую форму. Наибольшее распространение при расчете адсорбционного равновесия в настоящее время получили уравнения Фрейндлиха, Лангмюра, Дубинина — Радушкевича. Дубинина — Астахова и уравнение Кисарова [3]. Рассчитанные по ним величины адсорбции удовлетворительно согласуются с опытными данными лишь в определенной области заполнения адсорбционного пространства. Поэтому прежде чем использовать уравнение изотермы адсорбции для исследования процесса методами математического модели]зования, необходимо осуществить проверку на достоверность выбранного уравнения экспериментальным данным си-. стемы адсорбент —адсорбтив в исследуемой области. В автоматизированной системе обработки экспериментальных данных по адсорбционному равновесию в качестве основных уравнений изотерм адсорбции приняты указанные выше уравнения, точность которых во всем диапазоне равновесных концентраций и температур оценивалась на основании критерия Фишера. Различные способы экспериментального получения данных по адсорбционному равновесию, а также расчет адсорбционных процессов предполагают необходимость получения изобар и нзостер. В данной автоматизированной системе указанные характеристики получаются расчетом на основе заданного уравнения состояния адсорбируемой фазы. Если для взятой пары адсорбент — адсорбат изотерма отсутствует, однако имеется изотерма на стандартном веществе (бензол), автоматизированная система располагает возможностью расчета искомой изотермы на основе коэффициента аффинности [6], его расчета с использованием парахора или точного расчета на основе уравнения состояния. [c.228]

Видно существенное различие между значениями предельных объемов адсорбционного пространства для различных газов. Вывод здесь, по нашему мнению, может быть только один изменяется не объем адсорбционного пространства, а плотность адсорбированной фазы. Если считать истинное значение предельного объема адсорбционного пространства по бензолу — = 0,40 см /г постоянным для всех адсорбируемых газов, то можно отметить, что степень заполнения адсорбционного пространства зависит от размера молекул, свойств криогенных газов и температуры опыта. Например, азот и аргон адсорбируются при температуре, близкой к их точке кипения, и плотность адсорбата (в расчете на 1 о = 0,40 см г) почти в полтора раза выше плотности нормальной жидкости при этой же температуре. По-видимому, в силу малости линейных размеров молекул это свойство должно наблюдаться у всех исследуемых газов при температурах, близких к температуре кипения. Низкое значение Ц7о для гелия и неона объясняется высокой температурой адсорбции, значительно превышающей критическую для указанных газов. [c.27]

Кривая распределения потенциала в адсорбционном пространстве, т. е. зависимость е=/( ), называется характеристической (рис. Х1-3). Согласно потенциальной теории физической адсорбции, адсорбционный потенциал, а следовательно н характеристическая кривая не зависят от температуры. Характеристическая кривая зависит лишь от рода поглощаемого вещества. Отношение ординат (или адсорбционных потенциалов) для двух различ- [c.718]

Рассмотрим более подробно зависимость коэффициента внутреннего массопереноса р" " от сте-заполнения адсорбционного пространства. Из формул 13), (2.1.127) следует [c.64]

Решение вопросов промышленной сорбции требует всесторонних знаний по системе н-парафин-цеолит. В частности, весьма важным является знание тепловых эффектов на стадиях адсорбции и десорбции, исследование которых позволяет вскрыть особенности процесса. Теплота адсорбции, зависящая от природы адсорбата, его молекулярной массы, степени заполнения им адсорбционного пространства и др., определяет характер связи молекул с поверхностью адсорбента. Имеющиеся в литературе сведения о тепловых эффектах основных стадий адсорбционного процесса немногочисленны [-1-6], причем и в этих работах рассмотрены отдельные аспекты. [c.8]

На рис. 2.12 дана зависимость приведенного коэффициента р"" от степени заполнения адсорбционного пространства у для различных нелинейных изотерм. Анализ показывает, что для линейной и близких к ней изотерм (т 1,5) коэффициент р" монотонно убывает до степени заполнения у= / п- - ), сохраняя полученное значение при дальнейшем росте у. При увеличении нелинейности изотермы, зависимость р" " ( ) проходит через минимум и затем возрастает. Для сильно выпуклых изотерм, близких к прямоугольной, коэффициент р"" резко возрастает при [c.64]

Рис. 2.13. Зависимость коэффициента внутреннего массопереноса р от степени заполнения адсорбционного пространства V для изотерм адсорбции различной нелинейности при адсорбции на сферических гранулах.

Теория объемного заполнения микропор позволяет по одной экспериментальной изотерме адсорбции, измеренной при некоторой температуре или по одной изобаре адсорбции рассчитать изотермы этого же вещества для других температур. Проведенные различными авторами исследования по адсорбции веществ на микропористых углеродных адсорбентах в рамках ТОЗМ давали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных, когда предельный объем адсорбционного пространства, оцененный по бензолу, распространялся на вещества, молекулы которых близки по размерам молекулам стандартного вещества. Как правило, предельный объем адсорбционного пространства Wo считается постоянным, а плотность адсорбированной фазы лри пересчете на температуры ниже температуры кипения полагается равной плотности нормальной жидкости, при температуре выше температуры кипения рассчитывается по методу Николаева— Дубинина [6]. [c.26]

Здесь ТР о — предельный объем адсорбционного пространства о — объем одного миллимоля адсорбата В — структурная константа Г — температура Сг — концентрация адсорбтива при насыщении р — коэффициент аффинности. [c.85]

Процессы адсорбционного равновесия носят статистический характер, поэтому одним из возможных путей решения задачи теоретического обоснования существующих уравнений изотерм адсорбции является использование вероятностного подхода, причем в качестве критерия правдоподобия описания используется информационная энтропия [80]. Согласно информационному принципу максимальной энтропии [79], достоверная отображающая функция распределения, которая содержит наибольшую информацию о результатах измерения случайных величин, должна обладать максимальной энтропией. По одному из положений теории объемного заполнения адсорбент характеризуется предельным объемом адсорбционного пространства, заполнение которого связано с уменьшением свободной энергии газовой фазы А. Кроме того, любая система адсорбент — адсорбат определяется некоторой энергией Е, характеризующей энергетический механизм взаимодействия молекул в зависимости от свойств системы. Характеристику заполнения объема адсорбционного пространства можно рассматривать как некоторую функцию распределения и ее плотности, где параметром функции распределения будет энергетический симплекс [81] [c.223]

Здесь а — равновесное количество адсорбированного вещества (равновесная величина адсорбции) при давлении Р, моль/кг 01, Я оа — предельные объемы адсорбционного пространства для первого и второго вида микропор, соответственно, м /кг м— мольный объем бензола (0,088 см /ммоль при 293 К) В , ба — структурные константы, характеризующие размеры микропор первого и второго вида, соответственно Т — температура опыта. К Рз — давление насыщенного пара Р — равновесное давление пара бензола. [c.391]

Функция распределения, служащая характеристикой заполнения адсорбционного пространства, находится прямым интегрированием уравнения (П.1.11) [c.224]

Отсюда уравнение равновесной адсорбции, характеризующее относительное заполнение адсорбционного пространства, имеет вид [c.225]

Здесь 0 — предельный объем адсорбционного пространства В —структурная константа Ь — константа уравнения Ван-дер-Ваальса р — коэффициент аффинности Г — температура Гкр — критическая температура адсорбтива Ркр — критическое давление адсорбтива. [c.230]

Для системы н-парафин-цеолит МдА по экспериментальным данным рассчитан предельный объем адсорбционного пространства Wo (табл. 4) по соотношению [c.12]

Предельный объем адсорбционного пространства цеолита [c.12]

Величина Е называется характеристической энергией адсорбции. Отношение характеристических энергий для двух адсорбатов также равно коэффициенту аффинности. Показатель степени п выражается целыми числами от 1 до 6 в зависимости от структуры адсорбента. Степень заполнения адсорбента можно представить как отношение величины адсорбции А к максимальной адсорбции Ло, или как отношение заполненного объема V к предельному объему адсорбционного пространства Vo- Тогда из уравнения (111.77) получим [c.142]

В этих уравнениях а — в еличина адсорбции для равновесных относительных давлений р1Р вс и абсолютных температур Т, ммоль1г-, Рнас — давление насыщенного пара адсорбтнва р — парциальное давление адсорбтнва ркр — критическое давление адсорбтнва Ь — константа уравнения Ван-дер-Ваальса, смУммоль и W — предельные объемы адсорбционного пространства В и А — константы Ра — коэффициент аффинности характеристических кривых (может быть найден как отношение парахоров адсорбируемых веществ к парахору стандартного пара, для которого определяют константы Wo и В или и А) V — объем миллимоля жидкости в адсорбированном состоянии, с м ммоль. [c.721]

Цеолиты являются типичными микропористыми адсорбентами. Предельные величины адсорбции А, я цеолитов отвечают объемному заполнению их микропор 222]. Изучение изотерм адсорбции различных паров на цеолитах позволило установить объемный характер заполнения свободного адсорбционного пространства микропор при постоянстве мольных объемов адсорбированных веществ [223]. [c.292]

По результатам опытов были вычислены предельные объемы адсорбционного пространства для всех испытанных образцов цеолитов, значения которых представлены в табл. 9.18. [c.295]

Значения предельных объемов адсорбционного пространства при высокотемпературной адсорбции на цеолитах типа А [c.295]

Притяжение данной молекулы поверхностью адсорбента не зависит от наличия в адсорбционном пространстве других молекул, вследствие чего возможна полимолекулярная адсорбция. [c.94]

Изотермы адсорбции на промышленных микропористых адсорбентах по классификации С. Брунауера [3] относятся к первому типу, т. е. функция у = F(u) в безразмерных переменных у = а/ао, и = / q является выпуклой в интервале [О, 1]. В настоящее время для аналитического описания экспериментальных изотерм адсорбции известно большое количество уравнений изотермы Фрейндлиха, Лангмюра, БЭТ, Хилла — де-Бура, Фольмера, Кисарова, Дубинина — Астахова и др. Каждое из этих уравнений с той или иной степенью точности отражает равновесные характеристики системы адсорбент — адсорбат. Зачастую одни и те же экспериментальные данные в широком интервале заполнения адсорбционного пространства удовлетворительно описываются различными уравнениями [6], и выбор аналитического вида функции у F(u) определяется либо простотой выражения, либо приверженностью исследователя к тому или иному уравнению, либо возможностью получить какую-то дополнительную информацию об изучаемой системе характеристическую энергию адсорбции, предельный объем микропор, ширину щелевой поры, удельную поверхность адсорбции и т. п. [c.232]

Расчет адсорбционных процессов в неподвижном слое адсорбентов предлагается осуществлять с учетом двух основных факторов, влияющих на характер развития процесса нелинейности изотермы адсорбции и кинетики, определяемой внутренней и продольной диффузией. Представлены аналитические решения вну-тридиффузионных процессов адсорбции на зернах различной геометрии для произвольной нелинейной изотермы с постоянным и переменным эффективными коэффициентами диффузии, функционально зависимыми от степени заполнения адсорбционного пространства адсорбатом. Установлена связь между кинетическими и равновесными характеристиками процесса. [c.5]

Малоизученным остается вопрос о связи кинетики адсорбции в одиночном зерне с макрокинетикой в слое адсорбента, необходимой для определения высоты зоны массопередачи и времени защитного действия его. В монографии приведена аналитическая зависимость коэффициента внутреннего массопереноса от заполнения адсорбционного пространства, сформулирована математическая модель адсорбции в слое адсорбента и получено аналитическое решение указанной задачи. Для ряда моделей изотерм получен аналитический аналог зависимости Жуховиц-кого — Забежинского — Тихонова для времени защитного действия макрослоя адсорбента с учетом внутридиффузионных эффектов. [c.5]

Наиболее мелкие поры адсорбентов—микропоры—соизмеримы по размерам с адсорбируемыми молекулами. В связи с этим последовательно адсорбирующиеся в микропорах молекулы не образуют адсорбционных слоев и адсорбция в микропорах характеризуется объемным заполнением адсорбционного пространства микропор. Наибольшие успехи при описании и расчете изотерм индивидуальной адсорбции на микропористых адсорбентах достигнуты в рамках теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ), развитой академиком М. М. Дубининым с сотрудниками [6]. [c.20]

В работе [8] изучалась адсорбция диоксида углерода на цеолите НаХ. Обработка экспериментальных данных осуществлялась по зависимости па = 1(А ) при различных температурах. Во всем изученном интервале температур и давлений экспериментальные значения хорошо ложатся на прямую линию, т. е. описываются уравнением ТОЗМ с параметром и = 2. Так как экспериментальные данные при высоких давлениях, когда наблюдается полная отработка адсорбционного пространства цеолита NaX, отсутствуют, то предельная величина адсорбции оце- [c.28]

Таким образом, можно сделать вывод, что при адсорбции молекул относительно малого размера плотность адсорбированной фазы в нормальной точке кипения существенно выше, чем плотность нормальной жидкости, а при адсорбции крупных молекул наблюдается обратная картина. Последнее связано с тем, что крупные молекулы, к которым можно отнести и бензол, не полностью заполняют объем адсорбционных ячеек цеолита. Таким образом, при адсорбции различных веществ на цеолитах следует учитывать, что плотность адсорбированной фазы существенно зависит от размера и строения молекул, температуры, размеров входных окон и полостей цеолитов. При адсорбции крупных молекул наблюдается эффект недозаполнения адсорбционного пространства цеолитов, а при адсорбции веществ с относительно малым размером молекул — явление повышенного значения плотности адсорбированной фазы по сравнению с нормальной фазой. [c.30]

Рис. 2.12. Зависимость коэффн-циента внутреннего массопереноса Р"" от степени заполнения адсорбционного пространства V для различных изотерм у = и " при адсорбции на пластине.

Формула (2.1.145) показывает, что на начальной стадии кинетики степень заполнения адсорбционного пространства не зависит от параметров нелинейности изотермы адсорбции и, в отличие от чисто внутридиффузионной кинетики, прямо пропорциональна т, а не л/х. По начальному участку эксперименталь-, ной кинетической кривой (2.1.145), представленной в координв тах у — т, можно определить В1, а значит, при известном коэффициенте внутренней диффузии, и коэффициент внешнего массообмена р<, = В10/7 . Так как 1= ТЯ /П)х, то наличие множителя Г > 1 позволяет снимать начальный участок кинетической кривой (2.1.145) для достаточно больших реальных времен. С другой стороны, подставляя в формулу (2.1.145) значения В и т, получаем кинетическую кривую в реальных физических координатах [c.68]

Ранее отмечалось, что размеры ыикропор соизмеримы с разме рами адсорбируемых молекул. В отлпчпе от ленгмюровского моиослоя в микропорах молекулы, расположенные главным образом вдоль поры, взаимодействуют друг с другом подобно взаимодействию прп образовании полимолекулярного слоя в отличие же от последнего большинство молекул в микропорах находится в непосредственном контакте со стенками поры. Поэтому ни теория БЭТ, ИИ теория Ленгмюра для процесса адсорбции микропористыми телами не применимы. Имеется в виду, конечно, не формальное применение уравнений, а, главным образом, получение правильных значений постоянных параметров уравнений, имеющих определенный физический смысл. В микропорах происходит объемное заполнение адсорбционного пространства, и поэтому оказалось более удобным взять за основной геометрический параметр адсорбента не поверхность, а объем микропор. [c.140]

Предложенные теории адсорбции исходят как из представлений о химическом взаимодействии между адсорбируемым веществом и поглотителем и мономолекулярной адсорбции (Лэнгмюр), так и допущения о притйжении молекул поглощаемого вещества к поверхности адсорбента с силой, пропорциональной адсорбционному потенциалу е в данной точке (потенциальная теория Эйкена и Поляни). При этом величина е выражает работу, совершаемую адсорбционными силами при перемещении одной молекулы поглощаемого вещества иа бесконечности в данную точку адсорбционного пространства. Таким [c.567]

Изменение адсорбционного потенциала обычно выражается в теории полимолекулярной адсорбции не как функция расстояния I от поверхности адсорбента, а как функция адсорбционного объема V. Это обусловлено тем, что функция 0 = f(V) экспериментально сравнительно легко определяется, в то время как нахождение функции 9 = /(/) вызывает подчас неопреодолимые трудности. В самом деле, адсорбционный объем легко найти, если работа ведется, например, при достаточно низких температурах. Тогда адсорбтив находится в адсорбционном пространстве в виде жидкости. В этом случае заполненный жидкостью адсорбционный объем V , отвечающий 1 г адсорбента, выражается следующим уравнением [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология