Поверхность адсорбента структура

Адсорбат оказывает заметное влияние на поверхность адсорбента неоднородность и дефекты поверхности обратимо перераспределяются, в частности под влиянием адсорбированных молекул изменяется энергия центров адсорбции. С другой стороны, под воздействием адсорбента меняются энтропия и внутренняя энергия адсорбированных молекул. Известно также, что несколько первых слоев кристаллической поверхности твердого тела имеют искаженную структуру. В присутствии адсорбата степень нарушения структуры поверхностного слоя меняется, причем этот процесс не обязательно сопровождается массовым переносом атомов твердого тела. [c.183]

Когда адсорбент приводится в соприкосновение с некоторыми смесями, его поверхность оказывает избирательное действие, в результате чего в слое молекул, прилегающем к поверхности адсорбента, повышается концентрация определенных компонентов смеси. При этом даже ничтожные различия в структуре молекул могут оказывать большое влияние на адсорбционное сродство. Адсорбционное сродство углеводородов возрастает в следующей последовательности предельные углеводороды, олефины, диолефины, моноциклические ароматические углеводороды, полициклические ароматические углеводороды. [c.136]

Очевидно, что при прочих одинаковых условиях для данного адсорбирующего тела и данного адсорбируемого газа количество адсорбируемого вещества будет возрастать по мере увеличения адсорбирующей поверхности. Таким образом, для того чтобы достигнуть большого адсорбционного эффекта, необходимо иметь возможно большую поверхность адсорбента. Хорошими адсорбентами могут быть поэтому только такие материалы, которые обладают сильно развитой поверхностью, что свойственно или веществам, имеющим сильно пористую, губчатую структуру, или веществам, находящимся в состоянии тонкого измельчения (высокодисперсным). [c.366]

Поверхность адсорбента (катализатора) может быть неоднородной, на ней могут быть трещины, дефекты кристаллической решетки. Неоднородность структуры поверхности может обусловить энергетическую неоднородность катализатора. Поэтому различают адсорбенты и катализаторы с энергетически однородной и энергетически неоднородной поверхностью. На энергетически неоднородной поверхности переход физически адсорбированной молекулы с одного участка поверхности на другой может быть связан с преодолением некоторого энергетического барьера (локализованная адсорбция). Физическая адсорбция на энергетически однородной поверхности является нелокализованной адсорбцией. [c.638]

Помимо скорости диффузии разделяемого продукта в поры адсорбента большое значение прн определении скорости адсорбции имеет скорость образования на поверхности адсорбента двухмерного слоя адсорбируемого вещества, также зависящая от полярности, структуры и физико-химических овойств адсорбента и адсорбируемого вещества. В этом случае скорость адсорбции определяется числом молекул, адсорбированных за единицу времени единицей массы или поверхности адсорбента. [c.239]

Изотермы адсорбции определяются опытным путем. Вид изотермы адсорбции зависит от многих факторов удельной поверхности адсорбента, объема пор, их распределения по размерам и других характеристик структуры адсорбента, свойств поглощаемого вещества, а также от температуры процесса. В качестве примера на рис. XIV- , а изображены виды типичных изотерм адсорбции для различных веществ, а на рис. XIV- , б— изотермы адсорбции окиси углерода на угле при различных температурах. [c.566]

Структура гладкой поверхности адсорбента [c.22]

При теоретических расчетах энергий адсорбции поверхности адсорбента обычно приписывается идеальная структура, подобная той, которая получалась бы путем разрезания кристала на две половины острой бритвой. Затем обычно принимается, что атомы (или ионы), расположенные иа свежеобразованных поверхностях, остаются в нормальных положениях. [c.22]

Геометрическая модификация сводится к прокаливанию адсорбентов при 900—1000° С, что приводит к изменению поровой структуры адсорбента вследствие спекания, благодаря чему ультрапоры удаляются, а на поверхности адсорбента остаются лишь крупные [c.76]

Адсорбенты [1, 7, 8]. Выбирая для практических целей адсорбент, следует учитывать как грубую геометрическую структуру его, так и химическую природу. К первой относятся удельная поверхность, степень пористости, диаметр пор, степень дисперсности, к последней — химическая структура и химическая активность поверхности адсорбента, наличие атомарной или ионной решетки и др. [c.108]

Методы изучения свойств адсорбентов [1, 2, 7, 8, 13, 14]. Процессы, происходящие на границе раздела газ — твердое тело, имеют огромное практическое значение в промышленности и в лабораторной технике. Наиболее важные из них очистка газов, их рекуперация, разделение смеси газов в препаративных и аналитических целях, газовая хроматография, изучение свойств гетерогенных химических реакций, в частности каталитических. Чтобы правильно выбрать и применить адсорбенты для указанных целей, необходимо знать такие их свойства, как удельную поверхность, пористость, структуру пор, адсорбционную способность. [c.111]

Адсорбционные свойства силикагеля регулируют варьированием его пористой структуры и изменением химической природы поверхности. Расширение узких пор между глобулами, являющихся причиной геометрической неоднородности силикагеля, называется геометрическим модифицированием. Изменение химической природы поверхности адсорбента путем присоединения к ней различных химических соединений называется химическим модифицированием. [c.88]

Уравнение Ленгмюра и сделанные в этой теории допущения не всегда согласуются с опытом. Существуют более точные уравнения изотерм адсорбции, учитывающие возможную неоднородность адсорбционных центров, взаимодействие адсорбированных молекул, пористую структуру поверхности адсорбента и другие факторы. [c.354]

Адсорбция газов на твердых адсорбентах не только наиболее практически важный, но и наиболее сложный для теоретического описания вид сорбционных явлений. В первую очередь это связано со сложностью структуры поверхности твердых тел, с неоднородностью их геометрического строения, химического состояния, наличием примесей и т. д., а следовательно, с существенной энергетической неоднородностью поверхности. Известную сложность представляет также учет взаимодействий молекул адсорбата с совокупностью молекул адсорбента, изменение состояния адсорбата и адсорбента при адсорбции. Теплота адсорбции является важной характеристикой адсорбционного процесса. Она является мерой интенсивности адсорбционных сил — сил взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью адсорбента и между собой. [c.210]

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]

Из этого неполного перечня видно, как важны исследования химии поверхности неорганических и органических твердых тел и их межмолекулярного взаимодействия с компонентами различных сред. Эти исследования требуют объединения методов неорганического и органического синтеза с самыми современными физическими методами изучения структуры поверхности твердого тела и строения молекул. В кратком курсе лекций невозможно осветить все научные и прикладные аспекты химии поверхности твердых тел, ее модифицирования и влияния на межмолекулярные и химические взаимодействия с различными средами. В пособии рассмотрена хими/ поверхности адсорбентов, применяемых в газовой и молекулярной жидкостной хроматографии, и, соответственно, адсорбция из газовой фазы и жидких растворов при малых концентрациях, лежащая в основе селективности этих видов хроматографии. Эти проблемы исследованы как на макроскопическом уровне с использованием термодинамических характеристик адсорбции, так и на микроскопическом (молекулярном) уровне с привлечением молекулярно-статистической теории адсорбции и теории межмолекулярных взаимодействий. [c.7]

Селективность газоадсорбционного варианта хроматографии обычно гораздо выше, чем газожидкостного. Однако реализации этой высокой селективности ГАХ мешала низкая эффективность газоадсорбционных колонн. По мере увеличения однородности поверхности адсорбентов и усовершенствования способов ее модифицирования, а также методов синтеза новых, более однородных адсорбентов с конца 50-х годов началось развитие газоадсорбционного варианта хроматографии, приведшее к созданию высокоэффективных капиллярных колонн, наполненных небольшими зернами адсорбентов с поверхностью, близкой к однородной. В этом курсе будет рассмотрена газоадсорбционная хроматография не только как высокоселективный и достаточно эффективный метод анализа сложных смесей и как удобный метод изучения адсорбции, но и как важный способ изучения межмолекулярных взаимодействий, а также как экспериментальная основа нового метода определения некоторых параметров структуры молекул. [c.9]

Статические методы измерения адсорбционных равновесий (изотерм или изостер адсорбции) обладают тем существенным преимуществом, что, используя их, можно очищать поверхность адсорбента в вакууме и как угодно долго дожидаться установления адсорбционного равновесия. Однако эти методы встречают и существенные затруднения. Во-первых, их трудно применить для изучения весьма важной области очень малых (нулевых) заполнений поверхности, когда межмолекулярным взаимодействием адсорбат — адсорбат можно пренебречь. Поэтому для определения такой термодинамической характеристики межмолекулярного взаимодействия адсорбат— адсорбент, как константа Генри, приходится экстраполировать к нулевому заполнению изотермы адсорбции, измеренные при более высоких заполнениях поверхности адсорбента. Эта экстраполяция связана с рядом затруднений. При сравнительно низких температурах, при которых обычно проводятся статические измерения изотерм адсорбции, сильнее сказывается влияние неоднородности поверхности твердого тела. Во-вторых, обычными статическими методами при невысоких температурах можно изучать адсорбцию лишь небольшого количества достаточно летучих. и простых по структуре молекул веществ с небольшой молекулярной массой. В-третьих, применение статических методов, особенно при работе с труднолетучими веществами, требует высокой чистоты этих веществ, так как летучие примеси могут привести к ошиб- [c.156]

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]

Развитие количественной молекулярно-статистической теории селективности жидкостной хроматографии в различных полуэмпирических приближениях облегчается при использовании такого рода корреляционных зависимостей между определенными из хроматограмм константами Генри для адсорбции из растворо в и параметрами структуры молекул компонентов для данного адсорбента и данного элюента, а затем и при изменении химии поверхности адсорбента и состава элюента. [c.283]

Для достижения разрешения Я= (касание пиков) при малом а =1,01 требуется около 150000 эффективных тарелок, а при а=1,10 уже только около 2000. Для достижения 1,5 (при этом достигается полное раздвигание пиков 1 и 2 с участком нулевой линии между ними) при а=1,01 требуется около 350000 теоретических тарелок, а при а=1,10 только около 5000. Эти числа показывают, что для реализации селективности колонны, определяемой химией поверхности и структурой скелета адсорбента, а также природой элюента, в жидкостной хроматографии для разделения близких по структуре молекул нужны весьма высоко [c.285]

Подбором структуры нор и химии поверхности адсорбента, а также оптимальных условий элюирования можно осуществить концентрирование и очистку биополимеров методами адсорбционной и (или) ситовой хроматографии. В последнем случае крайне важно устранить сильную адсорбцию белков и вирусов на внешней поверхности макропористых зерен. [c.343]

В монографии (1-е изд.— 1973 г.) рассматриваются адсорбционные и хроматографические методы исследования хи-мин поверхности н структуры твердых тел. Подробно описаны статические н газохроматографические способы получения изотерм адсорбции газов н паров, определения теплот адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем, структурных характеристик твердых тел, спектроскопические методы исследования химической природы поверхности, методы изучения адсорбции из бинарных и многокомпонентных растворов и их применение в жидкостной молекулярной хроматографии. В приложении приведены способы получения адсорбентов и носителей и химического модифицирования их поверхности для использования в молекулярной хроматографии. [c.215]

Адсорбция в равновесном состоянии зависит от температуры, концентрации веществ в объеме, природы адсорбата, природы, структуры и величины поверхности адсорбента. Зависимость между количеством вещества, адсорбированного из газовой (или жидкой) фазы и его концентрацией в этой фазе при постоянной температуре выражается изотермой адсорбции (рис. 3). [c.16]

Явление капиллярной конденсации состоит в том, что конденсация пара в тонких капиллярных порах твердых адсорбентов происходит при давлениях меньших, чем давление пара над плоской поверхностью (при условии смачивания конденсатом поверхности адсорбента). В соответствии с законом Томсона (Кельвина), чем тоньше поры адсорбента, тем при меньшем давлении происходит конденсация. Это используется, в частности, при рекуперации (возвращение в производство) летучих растворителей в технологических процессах, а также для анализа геометрии порового пространства сорбентов и др. Связь закономерностей капиллярной конденсации со структурой порового пространства была детально изучена А. В. Киселевым с сотр. [c.36]

Довольно широко для разделения газовых смесей используется сорбция на твердых поглотителях. Она возникает за счет поверхностных электрических сил твердого поглотителя, действующих в пограничном слое при соприкосновении с ним частичек газа. Беспорядочно движущиеся частички газа как бы прилипают к поверхности твердого вещества, а затем могут отделиться и улететь в окружающее пространство и снова возвратиться к поверхности адсорбента. С увеличением температуры скорость движения частичек газа увеличивается, а адсорбция уменьшается, так как при этом частички будут легко отделяться от поверхности твердого вещества и диффундировать в окружающее пространство. Наоборот, с увеличением давления адсорбция возрастает, так как частички газа будут находиться ближе к активной поверхности адсорбента и чаще ее бомбардировать. Адсорбция в большой степени зависит от природы адсорбента и его структуры. Необходимо, чтобы структура адсорбента была пористой. Кроме того, адсорбент должен иметь большую удельную поверхность поглощения, выражаемую обычно в л на 1 г адсорбента. [c.45]

Адсорбционный метод разделения газовых смесей основан на избирательном поглощении углеводородов твердыми сорбентами, хорошо поглощающими (адсорбирующими) высшие углеводороды и практически не адсорбирующими основной разбавляющий компонент — метан. Величина адсорбции газа или паров зависит от природы поглощающего вещества (адсорбента) и поглощаемого вещества (адсорбтива), величины удельной поверхности и структуры пор адсорбента, парциального давления поглощаемых паров или газов и температуры. [c.148]

Удельная поверхность и структура (размер и характер пор) являются важными характеристиками, определяющимн адсорбционные свойства адсорбента. Адсорбция зависит от величины поверхности чем больше пористость твердого тела, тем больше его общая удельная поверхность и способность к адсорбции. Для силикагелей, алюмогелей и алюмосиликатных катализаторов величина удельной поверхности может быть в пределах от 10 до 1000 м г. [c.24]

Поскольку давление, объем и температура связаны между собой уравнением Клапейрона, то зависимость одного типа может быть преобразована в зависимость другого типа. Поэтому достаточно остановиться на рассмотрении изотерм адсорбции. На прак тике наиболее часто используются изотермы Лэнгмюра, Фрейндлиха, Генри, Шлыгина—Фрумкина—Темкина—Пыжова, Бру-науэра—Эммерта—Теллера (БЭТ) (табл. 3.1). Каждая из них связана с определенными допущениями относительно структуры поверхности адсорбента, механизма взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата, характера зависимости дифференциальных теплот адсорбции от степени заполнения поверхности катализатора адсорбатом. Например, наиболее широко используемая изотерма Лэнгмюра основана на следующих допущениях 1) поверхность адсорбата однородна 2) взаимодействие между адсорбированными молекулами отсутствует 3) адсорбция протекает лишь до образования монослоя 4) процесс динамичен, и при заданных [c.150]

Геометрическая модификация сводится к прокаливанию адсорбентов при 900—1000° С, что приводит к изменению структуры пор адсорбента вследствие спекания, благодаря чему ультрапоры удаляются, а на поверхности адсорбента остаются лишь крупные поры. Кроме того, при такой обработке поверхность, например силикагеля, сильно дегидроксилируется. [c.55]

Сущность и особенности физико-химических процессов распределений в газо-адсорбционной хроматографии. Непористые и пористые адсорбентьь применяемые в газовой хроматографии. Роль геометрической структуры адсорбента. Молекулярные сита. Неспецифические и специфические адсорбенты разных типов, роль химической природы поверхности адсорбента. Пористые полимеры. Вредное влияние неоднородности поверхности твердого тела и способы его ослабления. Способы улучщения разделения и достижения большей симметрии пика. Непористые адсорбенты. Пористые и макропористые адсорбенты, соотношение между удельной поверхностью и размерами пор. Химическое и адсорбционное модифицирование поверхности адсорбентов. Выбор оптимальной геометрической структуры и химии поверхности для разделения конкретных смесей. [c.297]

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]

Рассмотренный материал дает возможность поставить и обратную задачу по удерживаемым объемам охарактеризовать проявляющиеся межмолекулярные взаимодействия, причем не только с адсорбентом и с элюентом на поверхности адсорбента, но и в объеме элюента. Особое значение имеет установление неизвестных параметров структуры сложных молекул на основании измерений удерживаемых объемов для нулевой пробы (констант Генри для адсорбции из растворов, см. лекцию 14), т. е. использование жидкостной хроматографии для суждения о структуре молекул дозируемых веществ. Хроматоскопические задачи на основе констант Генри для адсорбции из растворов, определенных методом жидкостной адсорбционной хроматографии, встречают, конечно, значительно большие затруднения, чем при использовании констант Генри в газоадсорбционной хроматографии (см. лекцию 10). Эти затруднения связаны с тем, что молекулярно-статистическая теория адсорбции даже из разбавленных растворов еще не разработана. Однако из приведенных в лекциях 16 и 17 экспериментальных данных видно, что существуют определенные эмпирические связи между структурой разделяемых методом жидкостной хроматографии молекул и характеристиками их удерживания. Здесь необходимо прежде всего накопить надежные экспериментальные данные для молекул разной структуры в определенных системах элюент — адсорбент. В конце лекции 10 было отмечено, что даже качественный хроматоскопический анализ может представлять большой интерес. В случае же жидкостной хроматографии представляется возможность распространить его на большое количество сложных по структуре и поэтому мало изученных молекул. [c.332]

Адсорбентом (или сорбентом) называется твердое вещество, обладающее микропористой структурой и способное за счет особых свойств поверхности этих пор притягивать молекулы разнообразных соединений (процесс с о р б ц и и). Молекулы одного и того же вещества притягиваются (сорбируются) на поверхности адсорбента с одинаковой силой, а молекулы разных веществ — с разной. Otдeлeниe молекул, сорбированных на поверхности, под влиянием каких-либо причин (повышение температуры, действие растворителя и др.) называется десорбцией. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология