Определение поверхности методом газовой адсорбции

При определении удельной- поверхности методом газовой адсорбции необходимо предварительно удалить молекулы посторонних газов, адсорбированных до начала измерения. Удаление газов производится вне прибо- [c.24]

При изучении физической адсорбции азота на железном катализаторе Бентон и Уайт [21] отметили два резких излома на -образной изотерме при —191,5°. Они объяснили эти изломы заполнением первого и второго адсорбционных слоев. Хотя в более поздней работе [22] было показано, что эти изломы исчезают, если ввести поправки на отклонение азота от законов идеальных газов, — это предположение Бентона послужило исходным пунктом для исследований Эммета и автора, приведших к методу определения поверхности по газовой адсорбции- ]. [c.387]

Для изучения биметаллических катализаторов используются следующие методы газовая адсорбция [28], дифракция рентгеновских лучей [29], магнитные измерения [30]. Оже-спектроскопия [31], фотоэлектронная спектроскопия [32] и рентгеновская спектроскопия (анализ тонкой структуры рентгеновских спектров в области края поглощения, соответствующего /С-уровню) [33]. Большинство методов не дает прямого определения даже одной из трех характеристик биметаллических катализаторов поверхности и структуры, размера кристалла и химического состояния поверхностных атомов металла. [c.21]

Рис. 100. Определение величины поверхности железного катализатора методом газовой адсорбции, i — О, при—I 83 г — Аг при—183 3 — СО при—183 < — N, при — 1 83 S — Oi при —78,5 6 — iH,o при — U г — N, при —1 95,8 .

При определении площади поверхности путем адсорбции красителей считают [92], что необходимо предварительно провести -калибровку по более надежному методу газовой адсорбции. [c.198]

Газохроматографическое определение константы Генри и изотермы адсорбции. В методе газовой хроматографии [1, 24, 25] через заполняющий колонну адсорбент непрерывно пропускается поток газа-носителя, который обычно при температуре колонны на изучаемом адсорбенте практически не адсорбируется. Очистка поверхности производится током этого инертного газа при повышенных температурах. Это приводит к несколько худшей очистке поверхности от наиболее сильно адсорбированных примесей, чем в вакуумном адсорбционном методе. Трудно удалить таким способом молекулы воды и других полярных веществ с поверхности сильно специфических адсорбентов [1, 24, 25]. Легче очищается поверхность неспецифических адсорбентов. В этом случае, однако, предварительно адсорбированные молекулы могут остаться, по-видимому, только на наиболее неоднородных местах поверхности. Основная, наиболее однородная часть поверхности очищается от примесей. Таким образом, этот метод очистки поверхности имеет даже свои преимущества при измерениях адсорбционных свойств однородных поверхностей, особенно в случае неспецифических адсорбентов. [c.97]

Представляло интерес применить метод газовой хроматографии для получения изотерм адсорбции. На рис. 2, а приведены определенные таким образом изотермы адсорбции при 100° С трех веществ воды, диэтилового эфира и н-бутанола. Два последних выбраны как вещества двух различных групп В ТА D с совершенно одинаковыми молекулярными весами. Изотермы адсорбции этих веществ резко различаются н-бутанол из-за наличия гидроксильных групп адсорбируется значительно сильнее на поверхности пористого полимера. Изотермы воды вогнутые (рис. 2, б). Эти изотермы получены при относительно высоких давлениях паров воды. [c.463]

Химическая активность угольных формовок исследовалась по отношению к различным газовым реагентам СО2, О2. водяной пар, воздух). Для коксов, полученных из указанных выше формовок, эта характеристика определялась по отношению к во-дя ному пару. Методика определения реакционной способности н схема установки были описаны ранее [1]. Величина удельно) поверхности определялась по адсорбции воздуха при температуре жидкого азота [2]. Пористость кокса рассчитывалась по известному методу через истинный и кажущийся удельные веса. Формовки и коксы были получены из газового донецкого угля ш. Октябрьская, характеристика которого приведена ниже [c.65]

В работе [119] сообщается о возможности использования адсорбции фенола для определения поверхности углей с развитой переходной пористостью. Широко применяется для этой цели также адсорбция из растворов иода, красителей [100] и других веществ [98]. Преимуществом этих методов является простота, недостатком — отсутствие теоретической основы. В тех случаях, когда было проведено сопоставление посадки адсорба-та (например, иода) из газовой фазы и из раствора [120, 121], были выявлены значительные расхождения в механизме адсорбции, и в частности обнаружена зависимость от приводы растворителя. [c.49]

Сопоставление результатов определений теплот адсорбции методом газовой хроматографии с прямыми калориметрическими на одних и тех же адсорбентах показывает, что хроматографический метод может быть использован для быстрой приближенной оценки этих величин и их зависимости от природы твердой поверхности и природы адсорбата. [c.37]

Таким образом, по данным газо-жидкостной хроматографии представляется возможным рассчитывать коэффициенты активности компонентов в бесконечно разбавленных растворах. Это имеет очень важное практическое значение, поскольку эти величины весьма затруднительно определять другими методами. Нужно, однако, учитывать, что в изложенных выше рассуждениях рассматривается система газ — носитель — летучий компонент — неподвижная фаза, нанесенная на насадку, т. е. предполагается, что твердый носитель является инертным и не оказывает никакого влияния на фазовое равновесие в указанной системе. Как показывает практика, это условие не всегда выполняется. На поверхности носителя возможна адсорбция компонентов исследуемых смесей, оказывающая большое влияние на условия их равновесного распределения между газовой и неподвижной фазами. Это приводит к существенным отклонениям коэффициентов активностей летучих компонентов в бесконечно разбавленных растворах в малолетучих растворителях, найденных по данным газо-жидкостной хроматографии, от значений, определенных другими методами. Наибольшее влияние адсорбции на поверхности носителя обнаруживается при использовании для хроматографических экспериментов жидких фаз, полярность которых значительно меньше полярности исследуемых летучих веществ. Это влияние проявляется в асимметричности хроматографических пиков (появление адсорбционных хвостов ), а также в изменении удерживаемого объема с изменением величины вводимой пробы. Отмеченные явления обусловлены нелинейностью изотерм адсорбции на твердых поверхностях и обнаруживаются при использовании обычно применяемых носителей — кизельгура, огнеупорного кирпича, силикагеля, окиси алюминия, целита, пористого тефлона. [c.61]

Наиболее простой способ определения числа молекул, адсорбированных на твердой поверхности, состоит в прямом измерении количества адсорбированного вещества. Классический адсорбционный метод заключается в определении разности давлений газовой фазы до и после адсорбции на порошкообразном образце исследуемого вещества. Измерить количество адсорбированного вещества при высокой дисперсности частиц адсорбента можно также точными гравиметрическими методами. [c.69]

Результаты определения величины поверхности непористых твердых адсорбентов, основанные иа обработке данных по низкотемпературной адсорбции азота, согласно методам точки В, БЭТ, Гаркинса и Юра, хорошо согласуются друг с другом, а также с результатами других, независимых измерений. Недостаток места не позволяет привести все данные, подтверждающие действенность этих методов, основанных на изучении физической адсорбции газов. Возможно, будет достаточным сказать, что имеет место хорошее согласие между результатами, полученными при помощи методов, основанных на газовой адсорбции, и результатами, полученными при помощи 1) измерения теплот смачивания ТЮз [13] 2) фотографирования сажи под электронным [c.343]

В задачу настоящего краткого обзора не входит критическое рассмотрение границ применимости описанного метода измерения поверхности. Отметим, однако, что данный метод дает очень хорошее приближение истинная величина поверхности, определяемая совершенно независимым методом интерпретации изотермы газовой адсорбции [29] или другим независимым методом определения поверхности [30], близка к найденной по БЭТ. Так, например, поверхность непористой газовой сажи [31], стеклянных [32] или кварцевых шариков, полученная методом БЭТ, хорошо согласуется с поверхностью, определяемой на основании данных о величине среднего диаметра отдельных частиц. [c.729]

Определение теплот адсорбции различных адсорбатов методом газовой хроматографии позволяет быстро оценить природу поверхности адсорбента. [c.127]

Петровой, Храповой и Щербаковой [20] из газохроматографических данных были определены теплоты адсорбции низших углеводородов от С до С4 на цеолите СаА. Сравнение теплот адсорбции, полученных из газохроматографических данных, с величинами, определенными прямыми калориметрическими измерениями и рассчитанными из изостер по статическим адсорбционным данным, показывает, что метод газовой хроматографии может быть использован для быстрой оценки теплот адсорбции несильно адсорбирующихся газов цеолитами и для исследования их зависимости от строения поверхности адсорбента и молекул адсорбата. Теплоты адсорбции цеолитом нормальных алканов и нормальных алкенов линейно возрастают с увеличением числа атомов углерода в молекуле. При переходе от насыщенных к [c.127]

Газохроматографические измерения на напористых адсорбентах [27, 40] и даже на кристаллических тонкопористых (например, на цеолитах) [55] при соблюдении необходимых предосторожностей и оптимизации динамических и кинетических факторов работы колонны позволяют получить значения константы Генри, близкие к находимым путем экстраполяции равновесных изотерм адсорбции, определенных статическими методами [166, 167]. Значительным преимуществом элюционного газохроматографического метода является возможность исследования изотермы адсорбции при малых заполнениях поверхности благодаря высокой чувствительности детекторов. Методом фронтальной газовой хроматографии, например с последующей тепловой десорбцией при регулировании концентрации адсорбата в газовой фазе с помощью термостатирования жидкого адсорбата, насыщающего газ-носитель, можно объединить преимущество статического метода (заведомое достижение равновесия) с высокой чувствительностью хроматографического детектирования [161]. Элюционный метод удобнее использовать при более высоких температурах, а метод тепловой десорбции — при обычных и более низких. [c.67]

Существует несколько газо-адсорбционных хроматографических методов измерения удельной поверхности твердых тел Большинство из них основано на определении адсорбции методами газовой хроматографии и последующем вычислении удельной поверхности из адсорбционных данных. Наиболее распространены следующие методы [c.188]

Измерения хемосорбции, необходимые для раздельного определения поверхности, могут быть выполнены также фронтальным методом. Этим методом была измерена хемосорбция водорода на никелевых катализаторах по изменению скорости потока газовой смеси, выходящей из адсорбера в соответствии с предложенным Шаем вариантом этого метода. Другой вариант метода Шая в котором адсорбцию определяют по площади между фронтами адсорбирующегося и неадсорбирующегося газа, также нашел применение в нескольких работах. 00 Поверхность платины в катализаторах реформинга определяли по хемосорбции водорода и бензола а для измерения поверхности платины, никеля и родия на окиси алюминия была применена радиоактивная окись углерода С Ю, концентрацию которой в газовой смеси определяли счетчиком Гейгера. [c.222]

Метод проницаемости может быть применен с успехом для определения поверхности порошков, состоящих из столь крупных частиц, что для них невозможно точное определение поверхности по методу адсорбции азота. Для среднего размера частиц, превосходящего 10 л, метод проницаемости является более точным, чем метод газовой адсорбции. Он много лучше трудоемкого микроскопического метода. Вместе с тем метод абсолютно неприменим к очень тонким, порошкам. Карман[ ] установил, что теоретический нижний предел применимости метода находится около 0,1 л. Частицы окиси цинка, рассматриваемые в табл. 47, таким образом, чрезвычайно близки к нижнему пределу. Метод пе может быть применен к столь тонким частицам, как некоторые образцы сажи, поверхпость которых была определена Смитом, Торнхиллом и Брэем [ ] по методу адсорбции азота. [c.414]

Твердение при высушивании приписывается в первую очередь частицам почвы, имеющим коллоидные размеры. Как показали Маковер, Шоу и Александер [103] методами адсорбции азота, основная часть удельной поверхности почвы возникает благодаря коллоидам. Коллоиды различных почв имеют различную удельную поверхность. Монтмориллонит, галлуазит и бентонит имеют г.о-верхности, размеры частиц и плотности, подобные коллоидам почвы. Определение Эм.метом, Брупауером и Лавом [14] почвеиных коллоидов методами газовой адсорбции показало, что по крайней мере адсорбцией N2 и Аг можно оценить поверхности первичных частиц почвы независи.мо от размеров агрегатов и агломератов, в [c.209]

Рис. 100. Определение величины поверхности железного катализатора методом газовой адсорбции, i - О, при—1 83- г — Аг при— 83 ( 3 — СО при —I 83 < — N, при -i 83 a - со, при—78,5 в — iH при — 0=> 7 — при—195,8 . с — адсорбция в см< при нормальных условиях р — даЕление в. . Ilg.

Адсорбция азота. Метод БЭТ [173] представляется наиболее надежным и точным и в дальнейшем будет подробно рассмотрен в гл. 5. В методах быстрого определения удельной поверхности порошков по адсорбции азота используется аппаратура с непрерывным потоком газа, основанная на принципах газовой хроматографии [174]. Эберли [175] изучил пригодность подобного метода к образцам кремнезема и сообщил о хорошем согласии с данными, полученными обычным методом равновесных изотерм. Этр и Циплински [176] представили обзор по газохроматографическим методам определения удельной поверхности и их приложениям. [c.479]

Проницаемость газа. Сопротивление уплотненного порошка по отношению к газовому потоку при определенных условиях может использоваться для измерения размеров частиц или величины удельной поверхности. Методы подобного рода описаны Арнеллем [111] и Дерягиным, Фридляндом и Крыловой [112]. Такие методы, вероятно, в настоящее время редко используются, поскольку стал доступным быстрый метод потока, включающий адсорбцию азота на кремнеземе. [c.652]

Быстрый, хотя и приближенный, метод определения адсорбции воздуха описан Хайнсом [29]. По этому методу величину адсорбции вычисляют, измеряя понижение давления в данном объеме воздуха, первоначально находившегося при атмосферном давлении в контакте с образцом адсорбента, в результате охлаждения последнего до —183°. Перед измерениями адсорбент следует высушить путем нагревания, но можно обойтись без его откачки. Вследствие сложности процесса адсорбции многокомпонентной газовой смеси установку необходимо прокалибровать с помощью стандартного метода адсорбции азота. Более изящная установка, предназначенная для измерения адсорбции азота без предварительной откачки адсорбента, описана Хаулем и Дюрбгеном [30]. Такая установка выпускается серийно. Две стеклянные ампулы, одна из которых служит компенсатором объема, а в другую помещают исследуемый образец, отделены друг от друга дифференциальным манометром. Количество адсорбированного газа вычисляется по разности давлений и из исходного давления. Установка позволяет создавать такие равновесия давления, которые отвечают условию применимости уравнения БЭТ, и, таким образом, оценка величины удельной поверхности по одной точке дает значения лишь на 10% меньше полученных в результате многочисленных измерений, а воспроизводимость данного значения 5 обычно < 1%. Изменяя исходное давление газа в установке, можно получить серию адсорбционных точек и, следовательно, начертить изотерму адсорбции в интервале применимости уравнения БЭТ. Для удаления предварительно адсорбированных примесей в этой установке вместо откачки используется продувка адсорбента сухим азотом, что позволяет избежать внезапного выброса тонкоизмельченного образца. Установка позволяет определить удельные поверхности твердых тел в интервале от 0,3 до 1000 г- . [c.367]

Одним из наиболее важных оксидных катализаторов, используемых в процессах переработки угля, является кобальтмо-либдат, нанесенный на оксид алюминия. Большинство исследований на этом катализаторе с помощью газовой адсорбции связано с химией и кинетикой взаимодействия [31—34], имеется несколько попыток измерить удельную поверхность [35—37]. В одной из этих работ термическую десорбцию водорода с алю-мокобальтмолибденовых катализаторов сопоставляют с его активностью в процессе гидрогенолиза тиофена. Наблюдались различные состояния водородных связей, но указанное положение характерно только для слабо связанного водорода. Поэтому маловероятно, что адсорбция водорода станет стандартным методом определения характеристик данного катализатора. Необходимо изучить возможность применения других газов, включая сероводород и оксид азота. [c.46]

Удельные поверхности аэрогелей определялись в объемной установке методом низкотемпературной адсорбции криптона в лаборатории адсорбции и газовой хроматографии (МГУ) Н. К. Бебрис. Анализ полученных результатов сразу позволил установить, что для аэрогелей полистирола и полифенилсилоксана значения удельных поверхностей резко отличаются отличаются они также и в зависимости от концентраций исходных растворов. Концентрация оказывает влияние на геометрическую структуру И механическую прочность получающихся образцов. Для каждого полимера существует определенный оптимум концентраций, при которых наблюдаются максимальные значения удельных поверхностей, сочетающиеся в то же время с небольшой усадкой и достаточной механической прочностью. Так, для полистирола в большом диапазоне концентраций исходных растворов удельная поверхность оказалась равной 20—25 м г, а для полифенилсилоксана эта величина составляет 150—160 лг /г. Такая большая разница может быть объяснена прежде всего различной жесткостью макромолекул (разные температуры стеклования). Изменение удельных поверхностей аэрогелей полимеров в широком диапазоне концентраций показано в табл. 1. [c.615]

Применение газовой адсорбции возможно только при исследовании тех веществ, которые могут находиться под вакуумом Недавно Серс описал необычный метод определения удельной поверхности кварца, заключающийся в диспергировании частиц кварца в 20%-ном растворе хлорида натрия и титровании поверхности едким натром. Потребление гидроксильных ионов при переходе pH от 4 к 9 найдено пропорциональным удельной поверхности, а процесс титрования, после калибровки посредством адсорбции азота, оказался простым и удобным методом сравнения величин поверхности, [c.183]

О — длина ребра частицы, имеюш ей форму кубика 6 — угол между падающим и рассеянным лучами Ь — константа, характеризующая геометрию прибора. Полнун) поверхность пористых тел определяют также методом теплопроводности, измерением скорости растворения дисперсной системы, определением теплоты смачивания, проницаемости, методом адсорбции красителей, с помощью радиоактивных индикаторов, электролитическим и интерференционным методами. Для быстрой оценки полной поверхности пористых тел используют методы газовой хроматографии (см. Хроматографический анализ). [c.372]

Метод определения поверхности по адсорбции красителей часто не может быть применен, тах как раствор изменяет поверхность адсорбента. Например, многие глины диспер1 ируются в водных растворах. Другим возражением против этого метода является то, что прн адсорбции из раствора всегда имеет место конкуренция между молекулами растворителя и раство-))енного вещества за обладание поверхностью адсорбента. Низкие данные, получаемые по сравнению с м( тодом газовой адсорбции, могут быть в конце концов частично объяснены тем, что поверхность адсорбирует ие толыхо лголекул . растворенного вещества, но и - олекулы ])астворите.т1я. [c.382]

Отсутствуют непосредственные сравнения величин поверхности, полученных с помощью рентгеновских лучей и но газовой адсорбции, но без сомнения первые были бы больше последних. Вполне вероятно, что в активных углях существуют столь узкие поры, что даже молекулы азота не могут в них проникнуть. В то же время не следует забывать, что величины поверхностей, приведенные в третьем столбце табл. 51, являются максимальными. Если высоты кристаллитов, определенные Гофманом и Вильмом, в 2 раза меньше, то истинная поверхность углей—карбораффина, противогазового, угля IV и супранорита — будет составлять соответственно 1365, 1450, 1540 и 1480 м /г. Для двух различных углей из скорлупы кокосовых орехов Дейц и Глейстин[ ] нашли методом адсорбции азота величины поверхностей в 1400 и 1850 м /г. Поэтому кажется вполне вероятным, что при определении поверхности одного и того же адсорбента методом рентгеновских лучей и методом адсорбции азота должно получиться хорошее совпадение. [c.425]

Киселев и др. [9] исследовали адсорбционные свойства окиси магния, которую получали из гидроокиси прокаливанием на воздухе при различных температурах. Было показано, что при прокаливании образцов окиси магния на воздухе размеры пор увеличиваются изучалась также адсорбция нормальных алканов (от пентана до декана), бензола и толуола па трех образцах окиси магния (прокалка при 800, 1000 и 1200° С). Образец окиси магния с малой удельной поверхностью (прокален при 1200°) отравлялся следами влаги в условиях газо-хроматографических опытов. Определение теплот адсорбции ряда углеводородов привело к величинам, близким к измеренным в калориметре. Так, теплота адсорбции бен.чола, определенная методом газовой хроматографии, составляла 10,4 ккал/молъ, а определенная калориметрически — [c.123]

Доступность поверхности катализатора для реагирующих газов играет важную роль при выборе твердого вещества, которое должно служить активным катализатором для гетерогенных газовых реакций. Чем больше для каждого данного катализатора величина новерхности, доступной для реагирующего газа, тем выше степень превращения этого газа в конечные продукты. Немногие катализаторы обладают поверхностями, характеризующимися энергетической однородностью в том смысле, что все адсорбционные центры являются равноценными и что каждая молекула адсорбата обменивается с адсорбционным центром одним и тем же количеством энергии. Если такой катализатор и может быть приготовлен, то его активность должна быть пропорциональна площади поверхности, соприкасающейся с адсорбируемым газом. Однако, как уже говорилось в главе 2, катализаторы а priori характеризуются некоторой неоднородностью новерхности и, кроме того, эта неоднородность индуцируется взаимодействием между адсорбированными частицами. Независимо от причины появления такой неоднородности результатом ее является то, что некоторые участки новерхности катализатора оказываются более активными, чем другие. В таком случае активность катализатора уже не будет просто пропорциональна величине поверхности а скорее, должна зависеть от характера распределения активности но доступной поверхности. Однако, несмотря на существование энергетически неоднородных поверхностей, имеется множество катализаторов, характеризующихся пропорциональностью между активностью и величиной поверхности, причем на долю какой-либо неоднородности приходится лишь небольшая часть всей химически активной поверхности. Одним из самых первых приложений измерений величины новерхности было предсказание отравления катализаторов. Е1сли при длительном исиользовании катализатора его активность снижается быстрее, чем величина новерхности, то можно иред-нолагать, что происходит отравление этого катализатора, а если уменьшение площади поверхности катализатора сопровождается соответственным снижением активности, то это указывает на термическую дезактивацию катализатора. Другим приложением определения величины поверхности является метод оценки эффективности носителей и промоторов. Носитель или промотор может либо увеличивать площадь поверхности, доступной для адсорбции и протекания реакции, либо повышать каталитическую активность в расчете на единицу площади поверхности. Следовательно, зная величину новерхности, можно предвидеть поведение катализатора и определить роль его поверхности в гетерогенных газофазных реакциях. Следует, однако, подчеркнуть, что часто химической активностью обладает лишь небольшая доля поверхности, определяемой с помощью физических методов. [c.160]

Сопоставление результатов определения теплот адсорбции методом газовой хроматографии со статическим изостерическим методом и с прямыми калориметрическими измерениями на одних и тех же адсорбентах показывает, что хроматографический метод при известных условиях может быть использован для быстрого определения этих величин и их зависимости от природы твердой поверхности и природы адсорбата [20, 2 ]. К тому же газо-хроматографический метод позволяет определять теплоты адсорбции при весьма малых степенях заполнения, меньше 0,01 монослоя, что не представляется возможным в калориметрцческнх измерениях, и методом [c.490]

Хотя метод оказался удобным в некоторых случаях, в том числе для изучения адсорбционных свойств катализаторов при высоких температурах, указанные выше ограничения Ьильно снижают его ценность при измерении удельной поверхности твердых тел. Такие измерения требуют достаточно универсального и быстрого метода, малочувствительного к свойствам адсорбента и условиям опыта, поскольку очень часто заранее неизвестны даже приблизительно свойства изучаемого твердого тела. Постановка же дополнительных опытов с целью выяснения применимости метода к конкретной системе может настолько затянуть определения, что теряется всякий смысл в его использовании. По этим причинам определение удельной поверхности по растянутой границе хроматограммы практически мало перспективно. Исключение могут составить особые случаи, когда метод может быть использован, например, при необходимости определения поверхности катализатора при высоких температурах по адсорбции одного из компонентов газовой смеси. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология