Пористое стекло адсорбция азота

Рис. 68, Изотермы адсорбции [7] аргона (/) и азота (2) при —195 и н-бутана (3) при 0° на пористом стекле № 3,

Типичные значения для нормальной температуры и малых степеней заполнения поверхности лежат в пределах 10 —10 м /с. Эти цифры относятся к физической адсорбции таких газов, как водород, азот, криптон, двуокись углерода, метан, этан, пропан и бутан на пористых стеклах, активированном угле, силикагеле, и типичных промышленных катализаторах на носителях типа окиси алюминия [18, 119, 293, 308, 323]. [c.57]

На основании изотерм адсорбции при 90 и 79° К были определены теплоты адсорбции для аргона, азота, кислорода и водорода. Для первых трех газов изменение теплоты адсорбции с заполнением поверхности оказалось вполне аналогичным изменениям, которые описаны в точной калориметрической работе с рутилом [88, 89]. В более ранних работах с пористым стеклом [c.269]

Если к одной системе применить оба метода, то имеется значительно большая возможность определения суммарных изменений, происходящих при адсорбции. Сведения, получаемые при применении каждой из методик, взаимно дополняют друг друга. В качестве примера можно указать на исследование эффектов, обусловленных замещением поверхностных групп ОН. В более ранней работе с пористым стеклом аномальные кривые и данные о сжатии при малых степенях заполнения поверхности, найденные для азота и окиси углерода, объясняли, исходя соответственно из квадрупольного и дипольного моментов адсорбированного газа [75]. [c.283]

Ярославский и Карякин (1952) изучили изменения в спектре поверхностных гидроксильных групп пористого стекла при низкотемпературной адсорбции кислорода и азота. На рис. 78 показано изменение спектра поверхностных гидроксильных групп при адсорбции азота. Из этих данных следует, что интенсивность полосы при 7326 см уменьшается, через 20—30 мин после впуска азота она полностью исчезает. Интенсивность полосы иоглощения при 7257 повышается и достигает максимума при атмосфер- [c.276]

Рис. 78. Инфракрасные спектры поглощения пористого стекла, вакуумированного при 550° и затем охлажденного до —180° (I), после адсорбции азота в течение 1 (II), 10 (III), 20 мин (IV) и 2 час (F), а также после нагревания до 20° (VI).

Хотя уравнение Лэнгмюра выведено для гладкой поверхности адсорбента, однако опытные данные хорошо согласуются с ним для некоторых пористых адсорбентов. При этом необходимо помнить, что физическая картина, предложенная Лэнгмюром, очень идеализирована. На самом деле поверхность адсорбентов, с которыми работал Лэнгмюр, как в случае адсорбции азота на слюде и стекле, покрыта рядом микротрещин, что наблюдается для многих кристаллов. В. И. Вернадский , например, указывает, что вода пронизывает всю толщу кристаллов, проникая по их микротрещинам. [c.40]

Проявление сходства в селективности сорбции на пористых кристаллах и пористых стеклах иллюстрируется изотермами адсорбции рис. 1 и 2. На рис. 1 приведены изотермы адсорбции паров воды при 18° и азота при —195,6° на синтетическом цеолите Линде 4А и пористом стекле 1, а на рис. 2 сравниваются изотермы адсорбции воды и метанола на цеолите Линде ЗА и пористых стеклах 4 и 5. Несмотря на то, что эти пористые стекла имеют существенно меньшие объемы пор, чем цеолиты 4А и ЗА, по размерам пор они должны быть близки к ним. Пористое стекло 5 имеет, по-видимому, еще более тонкие поры, чем цеолит ЗА. [c.68]

Селективность сорбции на пористых стеклах различных веществ, отличающихся по размерам молекул, иллюстрируется изотермами адсорбции, приведенными па рис. 3—5. Пористые стекла перед адсобрцией нагревали в вакууме нри 100 или 200°. Адсорбцию воды, спиртов и углеводородов измеряли при 18°, а адсорбцию азота — при —195,6°. Кроме метанола и бутанола исследовали также адсорбцию этанола. Соответствующие изотермы, однако, пе приведены на рисунках, так как адсорбционные точ- [c.69]

Рис. 3. Селективность сорбции различных веществ на пористом стекло 1. в правой части рисунка показаны изотермы адсорбции воды и азота, полученные на другом образце пористого

При рассмотрений поверхностной диффузии обычно считается, что адсорбированный слой и газовая фаза в порах находятся в равновесии, а г/. При нормальной температуре и малых степенях заполнения поверхности для коэффициента Ds типичны пределы. . 10" м /с, относящиеся к случаям, когда поверхностная диффузия вызвана физической адсорбцией таких газов как водород, азот, криптон, двуокись углерода, метан, этан, пропан и бутан на пористых стеклах, активированном угле, силикагеле и промышленных катализаторах, в которых использованы носители типа окиси алюминия. В случае хемосорбции значения соответствующих коэффициентов поверхностной диффузии значительно уменьшаются [12]. [c.334]

После 1950 г. эти эффекты были изучены более детально. Амберг и Мак-Интош [67] впервые выбрали в качестве адсорбента пористое стекло и изучили адсорбцию воды. В более поздних работах [68, 69] исследовалась адсорбция бутана, хлористого этила и аммиака. Флуд и Хейдинг [70] работали со стержнями из древесного угля, активированного хлористым цинком, с адсорбированными на них при комнатных температурах водой и азотом. При использовании весьма остроумного приспособления для намотки тонкой проволоки вокруг стержней были измерены радиальные изменения и показано, что они изотропны. Изменения длины наблюдались в другом приборе при помощи передвижного микроскопа. Затем были опубликованы результаты работ с гелием, аргоном, криптоном и водородом [71] и совсем недавно — с этаном, пропаном, бутаном, метанолом и четыреххлористым углеродом [72, 73]. [c.261]

За исключением работ Мак-Интоша и его сотрудников [67— 69] с пористым стеклом, все описанные выше опыты проводились с древесными и другими углями, отличающимися по степени неоднородности поверхности. Вместе с тем желательно было при определениях изменений длины иметь больше сведений о процессах, происходящих на поверхности. В частности, только в одном случае [67] сообщалось о теплотах адсорбции, измеренных на том же адсорбенте, что и в опытах по определению изменений длины. Следовательно, оставалось неясным, обусловлен ли процесс, приводящий к расширению, исключительно физической адсорбцией, или же происходящая в небольшой степени хемосорбция определяет ход процесса. При любом теоретическом рассмотрении данного эффекта эти сведения являются весьма существенными, так как только физическая адсорбция полностью обратима и соответствует термодинамическим положениям. Независимо от поверхности, на которой протекает адсорбция, только редкие газы, образующие небольшое число истинных химических соединений, удерживаются исключительно физическими или ван-дер-ваальсовыми силами. Хотя пористое стекло имеет сложную поверхность, автор полагает, что оно является более подходящим объектом для изучения, чем древесные угли, сложность и невоспроизводимое поведение которых хорошо известны. Оказалось возможным измерить изменения длины при 77° К, и получить данные об эффектах, вызванных аргоном, криптоном, азотом, кислородом и водородом [74]. При использовании той же аппаратуры и образца были изучены, кроме того, эффекты, обусловленные адсорбцией ряда полярных газов [75—77], [c.261]

Рис. 4. Расширение во фринжах (в единицах края интерференционной полосы) пористого стекла после адсорбции аргона, кислорода и азота [74].

Исследовано изменение спектра поверхностных гидроксильных групп пористого стекла при низкотемпературной адсорбции кислорода и азота [7]. В работах [8, 9] было изучено изменение полосы поглощения первого обертона валентного колебания поверхностных групп ОН пористого стекла, силикагеля и алюмосиликагеля при адсорбции на них молекул н-гексана, циклогек-сана, иодистого метила, хлороформа, четыреххлористого углерода, метанола, этанола, ацетона, диэтилового эфира, диоксана,. нитрометана, ацетонитрила, бензола, толуола, мезитилена, хлорбензола, бензальдегида, нитробензола, анилина, метиланилина, диметиланилина, метилфениламина, пиридина, четыреххлори-.стого олова. Подробное изложение полученных в этих работах результатов дано в главе 9 книги Литтла [11]. [c.150]

Фиг. 618. Адсорбция азота пористым стеклом Викор при нормальной температуре и давлении (Nordberg).

Две системы полос при 3400, 3320 см и при 3365, 3280 см были обнаружены в спектре аммиака, адсорбированного на пористом стекле (Кант и Литтл, 1964). Две высокочастотные полосы поглощения принадлежат физически адсорбированным молекулам аммиака, участвующим в образовании сильной водородной связи с поверхностными гидроксильными группами. Они легко и п(JЛHo тью удаляются с поверхности образца вакуумированием при комнатной температуре (см. рис. 56). Две низкочастотные полосы поглощения принадлежат хемосорбированному аммиаку, который не удаляется с поверхности вакуумированием при 150°. С удалением высокочастотных полос исчезали спектральные признаки наличия водородной связи. Частоты и относительные интенсивности этих систем полос аналогичны полосам поглощения аммиака в неполярных растворителях (табл. 45). Предполагали, что хемосорбированный аммиак образует координационную связь с поверхностью через свободную пару электронов атома азота. Было очевидно, что образование координационной связи с поверхностью мало влияет на характер валентных колебаний водород — азот. Эта точка зрения подтверждается сходством спе1 тра адсорбированного аммиака со спектром комплекса ВРз. Таким образом, не имея сведений о прочности связи адсорбированных молекул с поверхностью, трудно отличить физическую адсорбцию от хемосорбции на основании одних только спектроскопических данных. [c.363]

Гуд и Нордберг [106] запатентовали способ изготовления пористого кремнезема нагреванием некоторых боросиликатных стекол до появления двух коллоидально дисперсных взаимнопроникающих фаз. Стекла затем обрабатывают кислотой для удаления одной фазы, другая остается в виде очень пористого силикагеля (при нагревании этот силикагель сжимается без заметного искажения формы, образуя твердый стекловидный кремнезем). Адсорбционные свойства необожженного пористого кремнезема были изучены Эмметтом и де Уиттом [107], которые определили его удельную поверхность в 120 мР- г, объем пор около 0,18 см г и диаметр пор в 6,2 лф. Если принять во внимание столь малый диаметр пор, то не является неожиданным, что адсорбция азота показывает сильный гистерезис. [c.154]

Более позднее изучение характеристик промышленных образцов пористого стекла ( Викор № 7930) Шверцем [108] показало, что их удельная поверхность равна 342 м 1г, а диаметр пор — 5,5 jiiji, как определено адсорбцией азота наблюдался также значительный гистерезис. [c.154]

В последнее время существование на поверхности силикатных адсорбентов центров адсорбции второго рода подтверждено работами но измерению теплоты смачивания силикагелей [32] и спектроскопическими исследованиями пористого стекла, выполненными Фольманом и Йейтсом [8]. Для однозначного решения вопроса о природе центров адсорбции второго рода в настоящее время нет достаточных данных. Однако не вызывает сомнения, что центрами второго рода не могут быть ультрамикропоры или загрязнения поверхности примесями, так как в противном случае трудно было бы объяснить зависимость количества этих центров от температуры предварительной вакуумной тренировки, которая обнаруживается в случае адсорбции хлороформа. Из общепринятых представлений о структуре поверхности пористого стекла следует предположить, что центрами второго рода могут быть атомы кремния или кислорода. Представляется маловероятным, что молекула аммиака, имеющая электроотрицательный атом азота, может присоединяться к электроотрицательному атому кислорода поверхности адсорбента. Более вероятно, что центрами адсорбции для молекулы аммиака служат поверхностные координационно ненасыщенные атомы кремния. Такая точка зрения оправдана тем, что в некоторых случаях, например при взаимодействии кремниевой кислоты с водой, координационное число атомов кремния равно не четырем, как обычно, а пяти или шести [33]. Впрочем, вполне возможно, что при адсорбции различных соединений в качестве центров адсорбции второго рода выступают различные молекулярные группы поверхности силикатного адсорбента. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология