Поры адсорбента микропоры

Более универсальной является разработанная М, М. Дубининым теория объемного заполнения микропор, получившая широкое признание. По Дубинину, процесс адсорбции микропористыми адсорбентами рассматривается как процесс объемного заполнения микропор поглощаемым веществом. Полученные на основе этой теории уравнения изотермы адсорбции для газов и паров отражают зависимость равновесия от структуры пор адсорбента и пригодны для широкого диапазона температур. [c.567]

Наиболее мелкие поры адсорбентов — микропоры — соизмеримы по размерам с адсорбируемыми молекулами. Для физической адсорбции в микропорах характерно объемное заполнение адсорбционного пространства, т. е. поля адсорбционных сил. Описание адсорбции в микропорах не связано с физическим образом поверхности раздела фаз, а их малость позволяет рассматривать систему адсорбент — адсорбат как приближающуюся по свойствам к однофазной. [c.102]

Для наиболее мелкой разновидности пор адсорбентов — микропор— эффективные радиусы, по данным малоуглового рентгеновского метода, находятся в интервале от 5—6 до 13—14 А. По линейным размерам микропоры соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул. Как будет показано ниже, для адсорбентов со столь мелкими порами теряют физический смысл привычные представления о послойном заполнении и об удельной поверхности микропор. Явление адсорбции в микропорах по механизму кардинально отличается от адсорбции, протекающей на поверхности переходных пор или макропор и в предельном случае на поверхности непористых адсорбентов. [c.6]

Из рис. 1У-б видно, что отрезок па оси ординат, который должен быть численно равен объему микропор, сокращается до небольшой величины и составляет лишь часть предельно-адсорбционного объема пор, а поверхность переходных пор, найденная как тангенс угла наклона прямой аУ —f(i) при адсорбции из растворов, оказывается значительно больше, чем при адсорбции паров [17, 18]. Эти расхождения в величинах, найденные /-методом по адсорбции растворенных веществ и адсорбции паров, обусловлены, по-видимому, разными способами заполнения пор адсорбента. [c.82]

Важнейшей характеристикой всех адсорбентов первого типа является удельная поверхность, а для микропористых адсорбентов дополнительными характеристиками являются удельный объем микропор и средний радиус пор. При прочих равных условиях адсорбция одного и того же вещества возрастает при увеличении удельной поверхности адсорбента и уменьщении радиуса пор, если только размеры самой сорбируемой молекулы не являются препятствием для ее проникновения в поры адсорбента (ситовый эффект). Важной эксплуатационной характеристикой адсорбента в случае вьщеления веществ из газовой фазы является верхняя температурная граница диапазона его применения, характеризующая условия эффективной термодесорбции адсорбированных примесей. [c.110]

В соответствии с теорией объемного заполнения микропор [2], основными параметрами, характеризующими микропористую структуру, являются предельный объем адсорбционного пространства Wo, приблизительно равный для адсорбентов со слабо развитой структурой переходных пор объему микропор Уми, и характеристическая энергия адсорбции Е или константа В. Последняя связана с характеристической энергией простым соотношением [c.236]

Применение -метода к пористым адсорбентам, содержащим наряду с порами и микропоры, как было показано в разделе III (стр. 72), приводит к тому, что при адсорбции газов и паров степень заполнения объема микронор растет с увеличением значения р/р, скорее, чем заполнение поверхности переходных пор и макропор. Поэтому линейная зависимость между Уа и наблюдается лишь после того, как объем микропор весь заполнен адсорбированным веществом. [c.87]

Другим способом достижения развитой поверхности является увеличение пористости материалов. В промышленной практике пористость материалов может быть увеличена термическими, механическими, химическими и другими методами. Пористость адсорбентов характеризуют показателем их плотности. Различают истинную, кажущуюся и насыпную плотность адсорбента. Под истинной плотностью понимают массу единицы объема плотного материала (без учета пор). Кажущаяся плотность это масса единицы объема пористого материала. Насыпная плотность представляет собой массу единицы объема свободно лежащего слоя адсорбента, включая объем пор собственно в адсорбенте и в промежутках между частицами адсорбента. Пористые адсорбенты могут иметь макропоры, переходные поры и микропоры. Макропоры имеют средние радиусы в пределах 1000...2000 А (А = м) и удельную поверхность (поверхность, отнесенную к единице массы адсорбента) 0,5...2 м /г. Малая величина удельной поверхности свидетельствует о том, что макропоры не играют заметной роли в величине адсорбции, однако они являются транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы проникают в глубь гранул адсорбента. Переходные поры имеют эффективные радиусы в интервале от 15... 16 до 1000...2000 А, что значительно превышает размеры обычно адсорбируемых молекул. Удельные поверхности переходных пор могут достигать 40 м /т. Переходные поры заполняются полностью при достаточно высоких парциальных давлениях пара сорбируемого компонента. Средние радиусы микропор находятся в области ниже 15... 16 А. По раз- [c.88]

Для микропор с их ограниченными размерами, соизмеримыми с размерами адсорбируемых молекул, представление о физической адсорбции в ее обычном смысле неприменимо. Разница заключается в том, что адсорбция в микропорах в отличие от адсорбции на обычных пористых телах сопровождается объемным заполнением их емкости в области малых равновесных давлений паров (газов). Кроме того, трудно допустить, что адсорбат, сконденсированный в микропорах, по своему состоянию и свойствам близок к объемной жидкости. Известно, что для осуществления упаковки молекул адсорбата, аналогичной упаковке их в объемной жидкости, ширина пор адсорбента должна составлять несколько молекулярных диаметров. Безусловно, данные условия вряд ли осуществимы в порах молекулярных размеров. [c.229]

Для физической адсорбции газов и паров углеродными адсорбентами, обязанной дисперсионным взаимодействиям, неоднородность микропористой структуры определяется наличием в адсорбенте микропор различных размеров. Повышение энергии адсорбции в таких порах в результате наложения полей противоположных стенок в основном зависит именно от размеров микропор. Для наиболее вероятной для углеродных адсорбентов щелевидной модели микропор с ограниченными боковыми размерами главной характеристикой пористой структуры является распределение объема микропор по размерам. Для щелевидных микропор линейные размеры выражаются их полушириной. [c.201]

Пористая структура адсорбента в значительной мере определяет его удельный расход при адсорбции растворенных веществ и, следовательно, влияет на экономичность адсорбционной технологии. Очевидно, что микропоры, размеры которых меньше молекул растворенных веществ, не участвуют в процессе адсорбции и поэтому при адсорбции сложных молекул органических веществ (например, при адсорбции ПАВ, красителей или полимеров) являются бесполезной частью пористой структуры, тогда как при адсорбции относительно небольших молекул объем микропор составляет основную часть адсорбционного объема пор адсорбента. Объем слишком широких пор также не используется полностью для избирательной адсорбции из водных растворов, так как избирательная адсорбция осуществляется только в мономолекулярном слое раствора на их поверхности, а удельная поверхность пор быстро уменьшается с увеличением их диаметра. Оценка размеров молекул веществ, содержащихся наиболее часто в водных растворах, прежде всего в промышленных сточных водах, направляемых на адсорбционную очистку, позволяет определить рациональные границы размеров пор адсорбентов, [c.41]

Характеристика пористого адсорбента должна содержать сведения о суммарном объеме всех пор, объеме микропор, мезопор и макропор, а также сведения [c.244]

Такой случай наблюдается, например, при изучении кинетики адсорбции нормальных парафиновых углеводородов Сд—Сд из потока азота и гелия формованными цеолитами КаХ и СаА [22] и паров воды цеолитами КаХ [23]. При этом относительная роль сопротивления массопереносу в транспортных порах гранулы адсорбента и в микропорах кристаллов может изменяться при варьировании условий опытов. Так, при изучении само диффузии двуокиси углерода в гранулах цеолита 5А в интервале температур от — 25 до - 25°С роль диффузии в кристаллах возрастала при уменьшении температуры [4]. Изучение диффузии нормальных углеводородов С1— 4 в а-и Н-морденитах [6] показало, что во всех опытах наблюдается смешанный механизм переноса и соотношение между сопротивлением в транспортных порах и микропорах изменяется в зависимости от температуры опыта (127 209°С) и размеров гранул цеолитов (0,09—0,16 см). [c.165]

Для физической адсорбции характерно существенное влияние пористой структуры адсорбентов на адсорбируемость различных веществ. В наиболее мелких порах адсорбентов, так называемых микропорах, размеры которых по порядку величин сравнимы с раз- [c.25]

Пористые адсорбенты могут иметь макропоры, переходные поры и микропоры. Радиусы пор условно принимаются следующими. [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]

Наиоолее мелкие поры адсорбентов — микропоры соизмеримы по размерам с адсорбируемыми молекулами. В результате наложения нолей дисперсионных сил противоцоложных стенок микропор энергия адсорбции в микропорах значительно повышена. Связанное с этим большое различие в величинах энергии адсорбции в микропорах и на непористом углеродном адсорбенте является основной причиной кардинального различия в процессах адсорбции на соответствующих адсорбентах. Адсорбция в микропорах характеризуется объемным заполнением адсорбционного пространства микропор. [c.42]

Наиболее систематическое исследование зависимости характера адсорбции от размеров пор адсорбента выполнено М. М. Дубининым и его сотрудниками. На основании этих ра-бог все поры углеродных адсорбентов можно разделить на три группы по величине их эффективного радиуса (эффективный радиус равен удвоенному отношению площади нормального се-4L HHH поры к ее периметру). Макропоры в соответствии с этой классификацией имеют эффективный радиус, превышающий 100,0 пм. Поры, имеющие эффективные радиусы от 100,0 до 15—16 им, являются переходными. Поры с эффективным радиусом менее 1,5 нм иредставляют собой микропоры, и к адсорбентам, для которых характерна микропористость, применение понятия удельной поверхности уже необосновано. В дальнейшем, однако, пришлось более детально рассмотреть свойства структур адсорбентов, эффективный радиус пор которых менее 1,5 нм. Де-Бур с соавторами [5] выделили из o6rriero количества пор с радиусом менее 1,5—1,6 нм группу субмик-ропор радиусом 0,7 нм. В плоскости сечения таких пор может разместиться не более двух молекул (имеются в виду мо- [c.75]

Если пористый адсорбент наряду с крупными порами имеет микропоры, то заполнение таких пор с ростом СЮв растет быстрее, чем на пепористЫХ или широкопористых адсорбентах. Б этом случае общий объем адсорбированного вещества Уа может быть представлен в виде суммы объемов вещества, адсорбированного в микропорах У на поверхности более широких пор У2 [c.80]

Инженерные методики принимают во внимание конечные, суммарные эффекты и проявления процесса адсорбции. Полагают, что адсорбент удерживает молекулы газов на внешней поверхности и внутри пор. Внешняя поверхность адсорбента в зависимости от размеров и формы его частиц - гранул, таблеток, шариков и т.д. может составлять 10 ..10 м м Поверхность внутренних пор значительно более развита. Обычно различают поры мелкие (микропоры) со средним диаметром до 30 10 ° м, средних размеров (мезопоры) диаметром (30...3000) 10 ° м и крупные (макропоры) диаметром более (3000...4000) 10м. Считается, что микропоры заполняются улавливаемым веществом (адсорбатом) по всему объему, а мезо- и макропоры - только в несколько слоев на поверхности. Ориентировочно поверхность микропор может достигать (100...500) Ю м /м ме-зопор (10...200) 10 м /м макропор - (1...10)10 м м [c.390]

Промышленными адсорбентами являются пористые твердые тела, имеющие большую удельную поверхность, т. е. величину поверхности, приходящуюся на единицу массы (м /г) или единицу объема (м /см ) адсорбента. По размеру пор различают микро-, переходные и макропоры. Микропоры имеют эффективные радиусы в пределах от 0,5 до 1,5 нм (соизмеримые с молекулами адсорбируемых веществ). Те же размеры имеют обычно простенки между соседними порами, поэтому все молекулы адсорбента и поглощенного вещества во всем пространстве микропор находятся во взаимодействии. Так как процесс адсорбции сводится к заполнению микропор адсорбатом, то основным параметром является их объем. Переходные поры (эффективные радиусы от 1,5—200 нм) представляют собой как бы каналы, транспортирующие адсорбируемое вещество к микропо-рам. В этих порах адсорбционные силы проявляются не во всем объеме, а лишь на небольшом расстоянии от стенок, поэтому характеристическими параметрами являются, помимо объема, удельная поверхность пор (м г) и их распределение по размерам. Макропоры (эффективные радиусы выше 200 нм) имеют очень небольшую удельную поверхность (порядка 0,5—2 м г), поэтому адсорбцией на их поверхности можно пренебречь они играют роль подводящих каналов к переходным порам и микропорам. Относительные объемы и удельные поверхности каждого из трех указанных видов пор обусловлены природой адсорбента. В зависимости от преобладания того или иного вида пор различают адсорбенты микропористые, переходно-пористые и макропористые. [c.614]

Как видно из данных табл. 10.60, ди всех использованных связующих характерен высокий выход углеродного остатка с высокой механической прочностью, но при дополнительном использовании фурфурола эти показатели выще. Различие в свойствах карбонизатов, полученных при формовании с легко-средней и тяжелой фракщими, не столь значительно. Однако в случае легко-средней фракции наибо.т>шим образом развивается микропористая структура. Карбонизованные гранулы характеризуются невысокой реакционной способностью, (0,39-0,75) 10 с определяемой по удельной массовой скорости выгорания гранул в токе паров воды при 850 °С. Поэтому их активируют в жестких условиях при 920 °С в течение 12 ч в токе водяного пара. Данные табл. 10.61 показывают, что использованные связующие дают возможность формироваться преимущественно микропористой структуре, которая составляет до 70 % от общего объема пор адсорбентов. Даже при высоких степенях обгара механическая прочность адсорбентов велика. Характеристики пористой структуры и свойств углеродных адсорбентов, приведенные в табл. 10.61, показывают преимущество использования раствора сланцевой смолы в фурфуроле. Этот раствор для формования прочных гранул применяют в количестве до 31 %, так как фурфурол обладает значительно большими пропитывающими свойствами, чем сланцевая смола. Обращает на себя внимание тот факт, что при прогрессирующем активировании значительно увеличивается объем микропор, который уже при 17%-м обгаре составляет 0,17 см /г. Эта величина значительно [c.591]

Давно было очевидно, что существует однозначная связь мен<ду изотермой адсорбции и распределением пор адсорбентов по размерам. Однако создание способов расчета распределения пор по размерам из данных по адсорбционным равновесиям паров и решение обратной задачи не могут быть названы простыми. Можно сказать, что теоретическое обоснование вида этой связи позволит подойти к решению проблемы физической адсорбции индивидуальных веществ на пористых адсорбентах. Для решения этой задачи оказалось полезным статистическое описание процесса заполнения пор адсорбатом. Применение этого статистического метода и теории По-ляни — Дубинина дает возможность определить связь между распределением микропор и адсорбционным равновесием. Выводы, вытекающие из приведенных сопоставлений, позволяют обосновать основные постулаты теории Поляни — Дубинина, выяснить физический смысл постоянных п и Е общего уравнения Дубинина и объяснить связь между этими постоянными. Отсюда также следует, что параметр уравнения Дубинина может принимать любые нецелочисленные значения. Применение нецелочисленных значений п позволяет описывать одночленным уравнением с двумя постоянными п ТА Е изотермы адсорбции, для которых ранее применялось двучленное уравнение (с и = 2) так называемой бидисперсной микропористой структуры. [c.241]

Результаты расчета дают размеры и форму микропор, поскольку должны получиться разумные значения Я или ), инвариантные к природе адсорбата, если форма пор адсорбента близка к одной из модельных. В таблице, исходя из усредненной Р, й-кривой для щелевых пор, приведен расчет размеров пор углей при значении константы уравнения Дубинина — Радушкевича В =0,4-10 . Значения Н в среднем равны 1,15 нм. [c.258]

При давлении адсорбтива 400 Па основное сопротивление массопереносу сосредоточено в адсорбирующих норах и наблюдаемая картина отвечает схематическол1у рисунку для СаА-1 (стр. 289). При уменьшении давления адсорбтива (27 Па) сопротивления массопереносу в микропорах и транспортных порах становятся соизмеримыми и имеет место промежуточный случай. Если адсорбция проводится из потока газа-носителя (азот), перенос в транспортных порах затрудняется и мы наблюдаем отчетливую картину послойной отработки зерна, характерную для случая, когда скорость адсорбции определяется диффузией в транспортных порах адсорбента. [c.327]

М. м. Дубинин считает, что переход от заполнения микропор к заполнению поверхности широких пор для азота наблюдается обычно при p/ps > 0,35. При таком относительном давлении становится постоянной величиной, соответствующей объему микропор адсорбента Уми- До области капиллярной конденсации Уа ( ) выражается в таких системах прямой, отсекающей на оси Уа отрезок, численно равный объему микропор адсорбента тангенс наклона прямой к оси Ь дает величину удельной поверхности остальной части пор адсорбента. Вариации этого метода, позволяющие несколько более точно определять величину Уии, описаны Кадлецом [168]. Совпадение величин удельной поверхности углеродных адсорбентов, определенных -методом, и величин, рассчитанных по методу БЭТ, иллюстрируют данные, приведенные в табл. 12. [c.72]

Объем пор адсорбента принято разделять на ма-кропоры и микропоры, что в буквальном переводе означает большие поры и малые поры. Если эти две группы пор резко различаются между собой, то получаются изотермы адсорбции, которые указывают, что адсорбент почти нацело заполнен при давлениях пара значительно меньших, чем давление насыщения (типы /, IV и F). Если же провести границу между ма-кропорами и микропорами трудно, то адсорбция вблизи точки насыщения неопределенно растет, и получаются изотермы типов II и III. [c.507]

Поры адсорбента разделяются на макро- и микропоры. Адсорбцией в макропорах можно пренебречь, а потому распределение макропор по радиусам не имеет значения с точки зрения изучения адсорбции. От распределения микропор по радиусам адсорбция зависит очень сильно, и вне области мономолекулярной адсорбции именно распределение микропор является главным фактором, определяющим форму изотермы. С друго11 стороны, по форме изотермы адсорбции можно составить относительное представление о распределении микропор в адсорбенте. [c.522]

М. М. Дубининым была предложена классификация пор адсорбентов по размерам. Все поры адсорбента были подразделены на три существенно различающихся по свойствам класса. Наиболее тонкие поры, в основном щелевидные пустоты, которые заполняются парами летучих веществ при парциальном относительном давлении пара Р/Р , намного меньшем давления насыщенного пара т. е. при отсутствии капиллярной конденсации пара, получили название микропор. Их радиусы (полуширина щели) не превышают 1 нм. Поры, в которых при более высоких относительных давлениях наступает конденсация паров, отнесены к переходным— мезопорам . Их радиусы находятся в пределах от 1 до 25 нм. Более крупные поры, в которых капиллярная конденсация паров при P/Ps < невозможна, отнесены к макропорам. В настоящее время в соответствии с нормами Международного союза чистой и прикладной химии (ШРАС) [35—36] поры радиусом до 0,2 нм называют субмикропорами, поры радиусом 0,2—1,0 нм — микропорами, поры радиусом 1—25 нм — мезОпорами, поры радиусом более 25 нм — макропорами. [c.29]

Поры адсорбента [ азделяются 11а мак1зо- н. микропоры. Адсорбцией в макропорах можно пренебречь, а потому распределение макропор по радиусам не имеет значения с точки зрения изучения адсорбции. [c.522]

В зависимости от соотношения между величинами в кривые Plit) и p t) (и соответственно Уl t) и 72(0) могут иметь различный вид (рис. 6). При 1 (т. е. изменение концентрации адсорбтива в системе за счет адсорбции пренебрежимо мало) зависимость р 1) имеет вид, представленный на рис. 6,2а. Эксперименты, проводимые в таких условиях, аналогичны опытам по изучению проницаемости адсорбентов несорбпрую-щими газами. Если Т достаточно мало по сравнению с Тд, адсорбтив может в начальный момент быстро проникнуть через транспортные поры адсорбента из объема У1 в объем а уже после этого окончательно адсорбироваться микропорами (рис. 6,5с). РТнтересно отметить, что 2(1) будет иметь участок [c.172]

Наиболее мелкими порами адсорбентов являются микропоры, радиус кривизны поверхности которых менее 1,5 нм, т. е. соизмерим с размерами сорбируемых молекул. Так, определенный (М. М. Дубинин и др.) методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей эффективный радиус микропор для активных углей из са харозы с обгаром от 7 до 35% изменялся от 0,64 до 0,68 нм. [c.56]

Микрокапиллярно-пористые материалы, в которых г < 10 м (в этот диапазон попадают переходные поры и микропоры адсорбента), наоборот, характеризуются гигроскопичными свойствами. В зависимости от структуры материада, энергетического состояния стенок пор и физико-химических свойств сорбата равновесные зависимости, выражаемые обычно в координатах йр - /(ф) , имеют различный вид (где Яр - равновесная концентрация адсорбата, [c.469]

Основой для инженерного расчета адсорбционных равновесий должна служить рациональная теория физической адсорбции газов и паров на реальных пористых адсорбентах. Большинство их, имеюш их практическое значение, являются микропористыми адсорбентами, такими как активные угли, синтетические цеолиты и другие минеральные адсорбенты с суш,ественным развитием объема микропор, например мелконористые силикагели. Реальные микропористые адсорбенты обычно содержат более крупные разновидности пор — переходные поры и макропоры. В ряде случаев удельная поверхность переходных пор адсорбентов может достигать 100 м /г и более. Однако определяюш,ее значение в общей величине адсорбции газов и паров имеет адсорбция в микропорах. Поэтому инженерный расчет адсорбционных равновесий следует основывать иа теории адсорбции в микропорах. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология