Поры адсорбента, распределение по размерам

Из косвенных методов наиболее распространены методы вдавливания ртути, полупроницаемой мембраны, центрифугирования, смеси-мого вытеснения, капиллярной конденсации, продавливания жидкости и др. Одним из наиболее точных косвенных методов является ртутная по-рометрия [30, 63, 84]. Для однородных структур твердых тел сходимость отдельных точек кривой распределениях объемов пор по их размерам составляет 2% [2]. Метод ртутной порометрии основан на свойстве ртути не смачивать поверхность твердых тел, определяя объем вошедшей в поры образца ртути в зависимости от приложенного давления. Методом ртутной порометрии можно определить размеры пор от 0,01 до 100 мкм. Метод нашел широкое применение для исследования пористой структуры адсорбентов. К достоинству метода можно отнести и быстроту проведения исследований (опыт занимает 30-40 мин). [c.68]

Рис. 54. Кривая распределения пор адсорбента по размерам (структурная кривая).

Полнота и скорость разделения смесей зависят от природы адсорбента, от характера его пористости и от распределения пор по их размерам. Знание этой зависимости могло бы указать путь подбора адсорбентов для разделения той или иной смеси. Наличие силикагелей разных структурных типов дало возможность исследовать влияние характера пористости этих адсорбентов на их способность к разделению некоторых веществ, обладающих различной электронной структурой и различными геометрическими свойствами молекул. [c.156]

Основная задача настоящего раздела — использовать изотермы IV типа для расчета распределения пор адсорбента по размерам. Однако мы не сможем далеко проследовать в этом направлении без изучения роли петли гистерезиса, так как ее существование означает, что для некоторого данного значения величины адсорбции существует два значения относительного [c.167]

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 пор адсорбента характеризуется кривыми распределения их по размерам кривые, полученные на основе представлений о капиллярной конденсации, рассмотрены нами ранее. [c.165]

На проявлении капиллярного давления основана ртутная поро метрия — метод, широко используемый для определения объема пор и распределения пор по размерам в различных пористых материалах керамике, углях, адсорбентах, катализаторах. Ртуть очень плохо смачивает неметаллические поверхности, поэтому при внедрении ртути в пору возникает противодействующее капиллярное давление. Это давление с достаточной точностью можно считать равным 2а/г, где г — радиус поры (или средний радиус для пор сложной формы). Изучая зависимость объема ртути, проникающей в данную навеску порошка, от прилагаемого давления, можно получить кривую распределения пор по размерам. Для внедрения ртути в тела с очень тонкими порами, в десятки и единицы нанометров, капиллярное давление ртути, которое должно преодолеваться приложенным давлением, достигает 10 10 Па (103 10 атм). [c.34]

Объем микро- и- переходных пор, их распределение по размерам и удельную поверхность можно рассчитать по изотермам адсорбции—десорбции различных веществ. Для расчета распределения пор по размерам используется теория капиллярной конденсации адсорбата в тонких порах адсорбента. Удельная поверхность рассчитывается из представлений мо-номолекулярной адсорбции по методу БЭТ. Следует отметить, что в ряде случаев для углеродных материалов расчет по адсорбции при низких температурах, например температуре жидкого азота, дает значения удель-ной поверхности порядка 0,5—2-10 м /кг. В то же время определение удельной поверхности по адсорбции Oj, воды и других веществ при более высоких температурах (—25 °С и выше) дает значение порядка 100 10 м /кг [24]. Предполагается, что низкие температуры приводят к сжатию материала и увеличению недоступности пор кроме того, при этих температурах для достижения равновесной адсорбции требуется очень много времени. При низких температурах измеряется неравновесная адсорбция, и это приводит к заниженным значениям удельной поверхности [25]. [c.32]

Макропоры. Наконец, самые крупные поры адсорбентов — макропоры — имеют эффективные радиусы больше 1000—2000 А. Их удельная поверхность очень мала — от 0,5 до 2 м /г, вследствие чего адсорбцией на поверхности пор этого типа практически можно пренебречь. Объем макропор у активных углей составляет от 0,2 до 0,8 см /г. В крупных порах капиллярная конденсация не происходит, и единственным методом оценки их объема и кривой распределения пор по размерам является метод ртутной порометрии. Макропоры играют роль крупных транспортных артерий в зернах адсорбентов. [c.31]

В зависимости от пористости и распределения пор по их размерам свойства адсорбентов резко различаются. В связи с этим важное значение приобретает классификация адсорбентов по их структурным типам. Такая классификация может помочь предсказать адсорбционные свойства сорбентов по отношению к самым различным веществам иа основании измерения адсорбции лишь нескольких веществ и позволит судить об областях практического применения данного адсорбента. [c.112]

Следующими параметрами пористой структуры адсорбентов являются средний размер пор и распределение объема пор по их размерам. Для определения этих величин обычно пользуются уравнением Кельвина [c.32]

Для изучения структуры пористых тел наиболее часто применяют сорбционные методы, обычно основанные на результатах капиллярной конденсации паров в переходных порах. Более крупные поры (макропоры) в сорбционном процессе, как правило, не заполняются объемно. Особенность капиллярной конденсации в наличии на изотерме сорбции петли гистерезиса, характер которой зависит от размера и формы пор адсорбента. Поэтому изучение гистерезиса может дать ценные сведения для выяснения формы пор и распределения объема по эффективным радиусам, тем более что между радиусом кривизны мениска жидкости в капиллярах и давлением пара адсорбата существует определенная математическая зависимость, выражающаяся уравнением Томсона—Кельвина [c.174]

Целесообразно выделение одного признака, могущего наиболее полно, качественно и количественно характеризовать широкий диапазон свойств и параметров текстуры сорбентов. Именно такой рациональной классификацией по одному главному признаку (по размеру пор) и является предложенная Дубининым. Следующими по важности признаками, по моему мнению, являются характер распределения размеров пор или частиц и знак кривизны поверхности. Безусловно, реальные адсорбенты не могут быть представлены одним каким-либо типом в чистом виде. Однако нет надобности вводить в каждый классификационный признак дополнительный тип смешанной структуры. При характеристике адсорбента достаточно указывать преобладающий тип и, если возможно, доли представительства других типов. Нежелательно также классифицировать адсорбенты по форме пор. [c.55]

Риттер и Дрейк [1] применили концепцию Уошберна на практике для исследования пористой структуры твердых тел, приравняв величину объема ртути, вдавленной в поры, к объему пор. Экспериментально ртутная порометрия сводится к определению объема вдавленной ртути в зависимости от гидравлического давления. Уравнение Уошберна в том виде, в каком оно применено Риттером и Дрейком, а также и последующими исследователями справедливо только для систем, состоящих из капилляров с круглым поперечным сечением. Пористые адсорбенты имеют, как правило, сложную форму поперечного сечения пор, поэтому математическое описание распределения пор по их размерам на основе модели с круглым поперечным сечением физически неоправданно. [c.191]

На основании детального анализа показано, что при определении адсорбционными методами геометрических параметров адсорбентов (удельную поверхность, суммарный и предельный сорбционный объемы пор, распределение объема пор по их размерам) необходимо учитывать как химию их поверхности, так и химическую природу адсорбируемых молекул. Таблиц 4. Иллюстраций 4. Библ. 50 назв. [c.355]

Принципиальное различие рассмотренных методов вычисления распределения объема и поверхности пор адсорбентов по размерам заключается в их теоретической основе. Применение для расчета собственно распределения более точного способа Доллимора—Хила [15] или приближенного способа Дубинина [9, 10] может привести только к некоторому расхождению численных значений, обязанному принятому упрощению расчета. Поэтому условимся сокращенно называть методы I — вычисления на основе классического уравнения Кельвина П — расчет по Дерягину, Брукгофу и де Буру и П1 — дальнейшее развитие П метода путем учета зависимости поверхностного натяжения от кривизны мениска жидкости. [c.109]

Мы попытались оценить долю занятых макромолекулами полистирола пор и поверхности двух силикагелей со средним диаметром пор равным 410 и 220 А. В опытах мы использовали нефракционированный полистирол (jW=300 ООО). Заштрихованная часть графика распределения S по d (рис. 2) показывает доступную часть поверхности для макромолекул с различным D. В силовом поле адсорбента может происходить сильная деформация макромолекул с искажением их формы. При диффузии макромолекул через пористую среду форма макромолекул становится зависимой от размеров пор D = f d)). Этот эффект можно также учесть, и поэтому применение набора узких фракций полимеров позволяет оценить размеры пори их распределение. [c.305]

По признаку размеров пор, в основном определяющих механизм происходящих в них адсорбционных и капиллярных явлений, поры адсорбентов целесообразно разделить на следующие три основные разновидности, наиболее ярко выраженные в пористых углеродных адсорбентах, обладающих полимодальным распределением объема пор по эффективным радиусам [3, 4]. [c.253]

Весовой метод дает возможность определять поры с диаметром в пределах 150—200 А, поэтому в области более крупных пор капиллярно-конденсационный метод должен быть применен вместе с методом продавливания ртути в поры адсорбента. Этот метод служит для исследования распределения макропор адсорбентов по размерам и основан на вдавливании несмачивающей жидкости — ртути — в пористый материал. [c.407]

Экспериментальные данные по адсорбции хорошо подтверждают эти взгляды, но, как отметил М. М. Дубинин, потенциальная теория, несмотря на ее хорошую применимость к мономолекулярной и полимолекулярной физической адсорбции на резко гетерогенных поверхностях, не позволяет одновременно учесть и поверхностную и капиллярную конденсацию. Помимо этого, хотя само уравнение е=ф(У) в принципе и можно рассматривать как эквивалент уравнения изотермы адсорбции, однако информация, получаемая из него, очень ограниченна. Например, с помощью характеристического уравнения нельзя определить основные параметры структуры адсорбентов, такие, как удельная поверхность, распределение пор по их размерам и т. д. [c.88]

Ограниченность рассмотренной теории, как теории адсорбции, заключается прежде всего в том, что она применима не ко всей изотерме, а лишь к ее участку — петле гистерезиса. Несмотря на это, исследование зависимости У от р, а следовательно, и от г, в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, так как позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента и построить дифференциальную кривую их распределения по размерам. [c.100]

Здесь имеется в виду удельная поверхность, размеры, форма и распределение пор адсорбента, его химический состав и физико-химические свойства адсорбата. [c.165]

Из таблицы видно, что внесение поправок на толщину адсорбционного слоя для пор с г>40А не вносит существенных изменений в кривые распределения объема переходных пор по их размерам [18, 24]. Однако для мелкопористых адсорбентов монодисперсного типа, радиус которых лежит в пределах 15—30 А, или при низких относительных давлениях для любых адсорбентов величина поправки составляет десятки процентов. [c.180]

Размеры поверхностей поровых пространств, размеры и распределение пор по этим размерам являются важными свойствами адсорбентов. Согласно теоретическим представлениям об адсорбции, описанным выше, размер поверхности пористого пространства адсорбента определяет и количество адсорбированного вещества при данных условиях. [c.124]

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]

Таким образом, даже для гомопористой системы с капиллярами переменного сечения значения х должны возрастать с увеличением р не скачком, а постепенно. Тем более, это относится к гетероно-ристым адсорбентам, обычно встречающимся в практике. В данном случае исследование зависимости х от р и, следовательно, от JR в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, ибо позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента, построить интегральную кривую распределения пор по размерам. [c.143]

Капиллярную конденсацию используют для определения размеров пор адсорбента. По ур-нию (22) для каждого значения p/ps вычисляют радиус кривизны мениска. Из него, учитывая толщину адсорбц. слоя (напр., по г-кривой), форму переходной области от слоя к мениску и зависимость ст от кривизны при очень малых г, находят линейный размер (эффективный радиус г г) пор, заполняемых при данном p/ps. Объем таких пор определяют по приросту А. в этой точке изотермы. Используя полученные данные, строят кривую распределения объема пор по их радиусам. Метод применим при > 1,5 нм. Обычно расчет ведут по десорбц. ветви изотермы, но более строгая совр. теория требует для построения кривой учета обеих ветвей. [c.41]

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]

Существует много признаков, по которым можно классифицировать адсорбенты на различные типы. Вот некоторые из них 1) природа или состояние (аморфные, кристаллические, порошкообразные, скелетные, жесткие, набухающие) 2) размер пор (по Дубинину микропористые — 0,5 — 2,0 нм, мезопористые — 2,0 — 100 нм и макропористые 100 нм) 3) распределение размеров пор или частиц (монодисперсные, би-, тридисперсные, полидисперсные) 4) форма твердого тела (глобулярные, поликристаллические, волокнистые, губчатые, пещеристые) 5) знак кривизны поверхности твердого тела (но [1] отрицательные (выпуклые), положительные (вогнутые), нулевые (плоские)) 6) форма пор — сферические (полусферические и бутылкообразные), цилиндрические (сквозные и тупиковые), щелевидные (клиновидно-кольцевые, клиновидно-плоские и плоскопараллельные), конические. [c.55]

Среди полимеров полистирол и полидиметилсилоксан могут быть применены в качестве молекулярных щупов для оценки пор. Методом светорассеяния для невозмущенного растворителя атактического полистирола получено значение г Ш = 49 [5], а для полидиметилсилоксана = 53[6]. Следовательно, для полистирола с молекулярным весом М от 10 до 10 значения D изменяются от 35 до 350 А. Значения ОдЗависят от природы растворителя, температуры и других факторов. Таким образом, имея набор узких фракций полимера и изучив адсорбцию его из растворов, нетрудно получить интегральную кривзгю распределения площади поверхности адсорбента по размерам пор. [c.305]

Предельный адсорбционный объем av исследованных "спиртов на непористом кремнеземе,, как это видно из рис. 3, меняется мало, а для первых четырех спиртов остается цостоянным. Это указывает на то, что постоянство предельного адсорбированного объема не связано с пористостью адсорбента [4,6—9], а является следствием указанной ориентации адсорбированных молекул. При переходе к высшим спиртам величина на исследованном нами силикагеле заметно растет. С другой стороны, известно, что для тонкопористых образцо в может иметь место снижение предельного адсорбционного объекта за счет эффекта ультрапористости [4]. В частном случае, когда размеры пор адсорбента й характер их распределения таковы, что эти противоположные по своему влиянию эффекты могут взаимно компенсироваться, предельный адсорбированный объем для членов гомологического ряда будет оставаться постоянным. [c.119]

Распределение пор катализаторов по размерам играет немаловажную роль во внутридиффузионной кинетике каталитических процессов (см. гл. III, п. 3). В основе адсорбционного метода измерения функции распределения пор по размерам лежит явление гистерезиса при капиллярной конденсации газов в порах адсорбента. При малых относительных давлениях паров сорбируемого вещества в широких порах идет только адсорбция пара, мелкие же поры заполняются ожиженным паром за счет смыкания адсорбционных слоев. При переходе в область капиллярной конденсации с повышением давления происходит объемное заполнение ожиженным паром все более крупных пор при одновременном возрастании толщины адсорбционных слоев на поверхности стенок еще незаполненных пор. [c.402]

В области более крупных пор капиллярно-конденсационный метод может быть применен совместно с методом электронной микроскопии, методом вытеснения жидкостей и методом нродавливания ртути в поры адсорбентов. Снимки силикагелей под электронным микроскопом, сделанные Радушкевичем в лаборатории Дубинина, показали, что если пока еще и нельзя составить количественной функции распределения пор по размерам, то качественные выводы можно сделать вполне четко. Оказалось, что для силикагелей, обладающих, по данным капиллярно-конденсационного метода, однородно-пористой структурой , снимки под электронным микроскопом дают также весьма однородную картину (рис. 15). Наоборот, для силикагелей с размытой кривой распределения, полученной из изотерм адсорбции , получены снимки, указывающие также на очень разнообразную пористость (рис. 16). Крайне важно было бы применить для этой цели электронные микроскопы с еще большей разрешающей силой, хотя бы до 20 А. [c.195]

Метод продавливания ртути пригоден для исследования распределения макропор адсорбентов по размерам. Он был предложен Луази и разработан далее Риттером и Дрейком . Метод основан на вдавливании несмачивающей жидкости — ртути — в пористый материал, помещенный в дилатометре. При этом данному значению эффективного радиуса отверстия поры т будет соответствовать определенное давление Р [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология