Адсорбция основанные на физической адсорбции

Адсорбционные методы очистки газа основаны на селективном извлечении примесей твердыми поглотителями - адсорбентами. При этом извлекаемый компонент может вступать в химическое взаимодействие с адсорбентом (химическая адсорбция) или удерживаться физическими силами взаимодействия (физическая адсорбция). Химическая адсорбция не нашла широкого промышленного применения в газопереработке из-за сложностей, возникающих на стадии регенерации отработанного адсорбента. Физическая адсорбция отличается легкостью регенерации адсорбента и широко используется в промышленных процессах для тонкой очистки газов от сероводорода, диоксида углерода, сераорганических соединений и влаги. В качестве адсорбентов наибольшее распространение нашли активированные угли и синтетические цеолиты. [c.15]

В отличие от хемисорбции физическая адсорбция основана главным образом на вандервааль-совом взаимодействии между поверхностью твердого вещества и ее окружением. Поэтому теплота адсорбции нередко составляет всего 10 ккал на моль адсорбированного вещества, и вследствие этого адсорбированный слой легко отделяется от поверхности. Одним из полезных применений физической адсорбции является измерение площади поверхности мелкоразмолотых порошков. Для этого измеряют количество газа, необходимое для образования мономолекулярного слоя на твердой поверхности, и, если известна площадь поперечного сечения адсорбированных молекул, на основании этих данных можно установить площадь поверхности твердого вещества. Например, адсорбируемая на твердой поверхности молекула азота обычно занимает площадь 16,2 А . Если 55 мл N2 (при нормальных условиях) адсорбируются в виде мономолекулярного слоя на 1 г древесного угля, то нетрудно подсчитать, что удельная поверхность [c.497]

Сорбционные методы концентрирования основаны иа использовании процесса сорбции готовым сорбентом. По механизму сорбции различают физическую адсорбцию (молекулярную), основанную на действии межмолекулярных сил между сорбентом и сорбируемым веществом, и хемосорбцию (ионный обмен, комплексообразование, окисление-восстановление и др.), основанную на протекании химических реакций между сорбентом и сорбируемым веществом. Сорбцию можно осуществлять в статическом, динамическом и хроматографическом вариантах. В этом разделе рассмотрен статический вариант сорбции, т. е. сорбция навеской сорбента в замкнутом объеме раствора или газа. Статический метод обычно используют при большой избирательности сорбента к извлекаемым компонентам. Извлекать можно микрокомпоненты и матрицу. Если сорбируют микрокомпоненты, то для конечного определения их либо десорбируют, либо озоляют сорбент. [c.316]

Чтобы поддерживать глубокий вакуум, в специальных вакуумных насосах используют газопоглотители (геттеры), связывающие остаточные газы. Действие этих поглотителей основано на физической адсорбции, химическом взаимодействии или на растворении газов некоторыми металлами. В качестве геттеров используют тонкораспыленный барий, стронций, литий, цезий, цирконий и титан. Поглощение газов щелочноземельными металлами происходит в результате химического взаимодействия [77]. [c.64]

Первоначальная ширина полосы определяется только объемом введенной пробы, сечением колонки и коэффициентом Генри и не зависит (в условиях линейной изотермы) от концентрации вещества С . Последнее обстоятельство следует подчеркнуть особо, поскольку бытует мнение, что чем меньше С , тем больший объем пробы можно пропустить через данный объем сорбента до проскока примеси. Такое мнение основано на предположении, что сорбент имеет большое число центров адсорбции и пока не будут заполнены все эти центры, адсорбция будет продолжаться, причем чем меньше вещества в объеме газа, тем медленнее будет идти это насыщение. В этих рассуждениях не учитывают динамический характер физической адсорбции. Предположим, что имеется элементарный слой толщиной в одно зерно, а к —, т. е. количества вещества в газовой фазе и на сорбенте равны друг 6—989 81 [c.81]

Существенным этапом в развитии метода определения емкости монослоя явилась разработка основ теории полимолекулярной физической адсорбции на однородных поверхностях (теория БЭТ) [17]. Эту теорию обычно рассматривают как развитие идей Ленгмюра об идеальной локализованной адсорбции [14] для полимолекулярной физической адсорбции. Уравнение изотермы теории БЭТ для адсорбции в неограниченном стенками пор адсорбционном пространстве имеет вид [c.255]

В отличие от хемосорбции физическая адсорбция основана главным образом на вандерваальсовом взаимодействии между поверхностью твердого вещества и ее окружением. Поэтому теплота адсорбции нередко составляет не более 40 кДж на моль адсорбированного вещества и вследствие этого адсорбированный слой легко отделяется от поверхности. Удаление молекул адсорбированного вещества с поверхности адсорбента называется десорбцией. Для осуществления процесса десорбции [c.87]

Очистка газов от HjS на синтетических цеолитах основана на физической адсорбции. Она ведется при 20—25°С и 310 Па в установке из нескольких башен с насадкой из адсорбента. Регенерацию поглотителя производят при 300— [c.239]

Теоретическое и экспериментальное исследование хемосорбции— процесса чрезвычайно сложного и весьма важного в практическом отношении — составляет в настоящее время большой раздел физической и коллоидной химии, излагаемый в специальных монографиях и выходящий за рамки настоящего учебника. Отметим лишь, что центральный для физической адсорбции вопрос — двух- или трехмерен поверхностный слой — решается однозначно, поскольку хемосорбционные силы локализованы в основном в пределах одной молекулы. Современные расчеты этих сил основаны на квантово-химической трактовке, на теориях электрического изображения (металлы) и на полупроводниковых теориях (оксиды, сульфиды и др.). Для установления кинетических закономерностей используют теорию переходного состояния. В общем, можно сказать, что трактовка хемосорбции как процесса образования двумерных химических соединений базируется на современной теории твердого состояния. [c.130]

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных примесей из газа при помощи адсорбентов — твердых зернистых материалов, обладающих высокой уделЕ ной поверхностью. В газоочистке применяется как физическая адсорбция, основанная на ван-дер-ваальсовых силах, так и хемосорбция. В качестве адсорбентов для очистки газов применяют высокопористые материалы, чаще всего активированный уголь, силикагель и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Для промышленной практики наиболее важны высокая поглотительная способность адсорбента, его адсорбционная активность, избирательность действия, термическая устойчивость, длительная служба без изменения структуры и свойств поверхности, легкость регенерации, малое гидравлическое сопротивление потоку газа. Активированные угли различных марок и силикагели уже давно и успешно применяются в промышленности. [c.235]

В твердофазном иммунном анализе твердая фаза играет роль несущей подложки . Ее, однако, нельзя рассматривать как пассивный компонент. Можно использовать и химическую, и физическую адсорбцию антитела или антигена, хотя большинство иммунных определений основано на физической, нековалентной адсорбции. Как обсуждалось в разд. 7.8, даже физическая адсорбция представляет собой недостаточно изученный процесс. Связывание белков, по-видимому, имеет гидрофобную природу, и все же в естественной конфигурации белков в водном растворе гидрофильные группы стремятся расположиться на поверхности, а гидрофобные группы — внутри полимера. Следовательно, связывание с гидрофобными поверхностями неизбежно вызывает изменение кон- [c.574]

На процессах адсорбции из смеси газов основана очистка воздуха в ряде вредных производств, очистка таких газов, как СО2, Нд и другие от газообразных примесей, образующихся при производстве этих газов и т. п. Количественно адсорбция из смеси газов подчиняется правилу вытеснения, согласно которому при одинаковых условиях каждый газ из смеси адсорбируется в меньшем количестве, чем в чистом виде, причем газ, адсорбирующийся в большем количестве в чистом виде, адсорбируется в большем количестве и из смеси. В чистом же виде адсорбируется в большем количестве (при физической адсорбции и прочих равных условиях) тот газ, температура кипения и критическая температура которого выше, т. е. [c.161]

Физическая адсорбция как способ откачки использована в форвакуумных адсорбционных насосах. Их работа основана на способности предварительно подвергнутых дегазации Пористых тел поглощать газы и пары путем физической адсорбции (без-масляная форвакуумная откачка). В отечественном насосе ЦВН-01 в качестве адсорбента использован цеолит 5А. Для охлаждения адсорбента на насос надевают сосуд Дьюара с жидким азотом, для регенерации адсорбента после откачки применяют нагрев насоса. Главными недостатками адсорбционных насосов являются большой рас-134 [c.134]

Проявление — это процесс образования рисунка индикаций в местах наличия дефектов. Проявление порошком, как отмечалось ранее, основано на явлении физической адсорбции. В качестве проявителя используют белый тонкодисперсный порошок окиси магния, углекислого магния, углекислого кальция, талька (сухой способ). Порошок обычно наносят распылением струей воздуха. Чаще применяют суспензию порошка углекислого магния или каолина в воде либо спирте (мокрый способ). Суспензию наносят погружением в нее объекта контроля, кистью или распылением из аэрозольного баллона. [c.60]

Адсорбционные методы очистки газов основаны на селективном извлечении кислых компонентов твердыми поглотителями — адсорбентами. В том случае, когда извлекаемый компонент удерживается адсорбентом только физическими силами, имеет место физическая адсорбция. Если же извлекаемый компонент вступает с адсорбентом в химическое взаимодействие, говорят о химической адсорбции. [c.95]

В следующем разделе мы кратко остановимся на природе сил, обусловливающих физическую адсорбцию. Полученная при этом информация в настоящее время не может быть непосредственно использована для предсказания детальной формы изотермы адсорбции. Действительно используемые уравнения изотерм, хотя они и основаны в общем случае на правдоподобных моделях, остаются все еще главным образом эмпирическими. [c.19]

Из-за ограничений указанных методов селективная адсорбция газов является наиболее распространенным и эффективным методом изучения удельной поверхности. Определение основано на разнице между химической и физической адсорбцией. Используемые газы селективно хемосорбируются только на одном компоненте катализатора. [c.43]

Многие гетерогенные технологические процессы не связаны с химическими реакциями, а включают лишь физико-химические явления. К таким процессам из рассмотренных выше можно, например, отнести испарение без изменения состава, конденсацию, перегонку, растворение и экстрагирование, не сопровождающиеся химическими реакциями кристаллизацию, ие сопровождаемую гидратацией, простую абсорбцию, физическую адсорбцию, эмульгирование и т. д. Количественная характеристика этих процессов основана на общеизвестных физико-химических. закономерностях и разработана достаточно полно. Такого рода процессы описываются в курсе процессов и аппаратов химической технологии. [c.124]

Исходные постулаты утверждают, что каждое место поверхности адсорбирует только одну частицу, поэтому все приведенные уравнения ограничены покрытиями поверхности монослоем, т. е. адсорбированным слоем толщиной в одну частицу, покрывающим всю поверхность. И.Лэнгмюр, кроме того, указывает в той же работе [327], что адсорбция происходит за очет химической ненасыщенности поверхности. Поэтому приведенные закономерности адсорбционного равновесия относятся в основ ном к химической адсорбции, хотя они могут быть применены и к физической адсорбции при образовании не более одного мономолекулярного слоя. [c.76]

Теория адсорбции Поляни основана на совершенно иных представлениях. Поляни рассматривает нелокализированную физическую адсорбцию, обусловленную вандерваальсовыми силами, между адсорбентом и адсорбатом. [c.141]

Гистерезис может быть обратимым или необратимым он обратим, если при повторении опыта изотерма адсорбции полностью воспроизводится, и необратим, если при повторном опыте получается иная кривая. Физическая адсорбция, происходящая на поверхности адсорбента, обычно полностью обратима. Гистерезис в большинстве случаев начинается при довольно высоком относительном давлении в области полимолекулярной адсорбции. Первое объяснение явления гистерезиса, предложенное Зигмонди[ ], было основано на теории капиллярной конденсации. Позднее неоднократно выдвигались и другие объяснения, но удовлетворительными оказываются лишь те, в основе которых также лежала теория капиллярной конденсации, [c.533]

Более подробные сведения о природе этой адсорбции можно найти в монографиях [72, 73]. Б чистом виде этот тип адсорбции особенно характерен для поглощения благородных газов химическими соединениями. Второй предельный случай — образование двумерных химических соединений адсорбированными молекулами или их частями с атомами (ионами) поверхности твердого тела. При этом силы, связывающие молекулы или их части с поверхностью, носят химический характер. На этом основано деление адсорбции на физическую и химическую. Различия эти четки, пока сравниваются типичные крайние случаи. Четкость утрачивается в промежуточных случаях, когда в адсорбции участвуют не одни лишь лондоновские когезионные силы, но и силы зеркального изображения, непрочные межмолекулярные связи вроде водородных и т. д. Одни и те же промежуточные тины адсорбции одни авторы относят к физической, а другие — к химической адсорбции. В табл. 1.3 указаны признаки, по которым можно отличить типичную физическую адсорбцию от химической. [c.51]

Экспериментально величина теплоты адсорбции при заданном заполнении поверхности (см. гл. 2) может быть найдена или прямыми калориметрическими измерениями или косвенным образом, путем использования уравнения Клаузиуса — Клапейрона для ряда изотерм адсорбции. Здесь мы дадим описание принципов, на которых основаны эти два метода, однако опустим все их технические подробности. Кроме того, следует указать, что в последнее время для определения теплот адсорбции все большее применение находит и газовая хроматография, особенно в тех случаях, когда адсорбция обусловливается физическим взаимодействием. Для этих целей был разработан ряд методов [203—2081, которых мы здесь касаться не будем (см., однако, разд. 3.3.10). Во всех этих методах в конечном счете анализируется наклон первоначальных линейных участков изотерм адсорбции газа на новерхности твердого тела, используемого в качестве насадки в хроматографической колонке. Следовательно, мы можем рассматривать газохроматографический метод как частный случай изостерического метода (Клаузиуса — Клапейрона), который описан ниже. [c.97]

Физическая адсорбция, происходящая на поверхности адсорбента, обычно полностью обратима. Гистерезис в большинстве случаев начинается при довольно высоком относительном давлении в области полимолекулярной адсорбции. Первое объяснение явления гистерезиса, предложенное Зигмонди р ], было основано на теории капиллярной конденсации. Позднее неоднократно выдвигались и другие объяснения, но удовлетворительными оказываются лишь те, в основе которых также лежала теория капиллярной конденсации. [c.533]

Одной из важнейших и первых стадий в производстве аммиака является очистка газов. Различают жидкостные (мокрые) и сухие способы промышленной очистки. Жидкостные способы осуществляют с помощью жидких поглотителей — абсорбентов эти способы основаны на физической абсорбции и абсорбции, сопровождаемой химическими реакциями. Сухие способы очистки основаны на поглощении веществ твердыми поглотителями. Сюда относятся способы, основанные на физической адсорбции и хемосорбции, на каталитическом превращении примесей в легко удаляемые или менее вредные соединения. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, смеси активной окиси железа и соды (железо-содовая масса) и др. [c.262]

Н. А. Меншуткин выполнил ряд интересных работ по химической кинетике. Н. Д. Зелинский работал в области электрохимии, гетерогенного катализа, изучал адсорбцию газов древесным углем, сконструировал первый угольный противогаз. Таким образом, в экспериментальную и теоретическую разработку основ физической химии огромный вклад внесли наши отечественные ученые. [c.6]

В том случае, когда хроматографическое разделение основано на физической адсорбции или активированной обратимой адсорбции, результаты хроматографического анализа регистрируются в виде обычного пика, который отвечает полному удалению вещества из колонки. Отсюда вытекает возможность определения термодинамических величин на основе параметров удерживания. Если в хроматографической колонке происходит процесс активированной адсорбции или хемосорбции, регистрируемые на хроматограмме кривые не отвечают полному количеству вещества, и в этом случае для расчетов надо использовать другие параметры этих зон. [c.187]

Старение минеральных масел основано на окислительных изменениях базового масла или на реакциях вследствие термического воздействия. Под этим подразумевается также испарение летучих соединений, в результате чего увеличивается вязкость и/или происходят химические изменения состава и/или количества присадок. Кроме того, присадки могут частично утратить свою эффективность вследствие физических (адсорбция) или химических реакций с загрязняющими примесями. Поэтому присадки, вводимые в масла, расходуются в процессе эксплуатации, и масла содержат продукты их разложения. Ингибиторы коррозии срабатываются (образование шлама), некоторые из них, кроме того, испаряются (фенольные ингибиторы). Некоторые присадки подвергаются термическому и окислительному разложению. Присадки к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и противоизносные присадки разлагаются в результате химической реакции с металлическими поверхностями. Высокомолекулярные полимеры (присадки, улучшающие индекс вязкости) чувствительны к механическим и окислительным воздействиям, поверхностно-активные (моющие) присадки адсорбируются, а диспергирующие присадки и эмульгаторы загрязняются инородными примесями. Возможно также заражение водных эмульсий и водорастворимых жидкостей [c.55]

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных примесей из газа при помощи адсорбентов — твердых зернистых материалов, обладающих высокой удельной поверхностью. В газоочистке применяется как физическая адсорбция, основанная на ван-дер-ваальсо-вых силах, так и хемосорбция. В качестве адсорбентов для очистки газов применяют высокопористые материалы, чаще всего активированный уголь, силикагель и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Для промышленной практики наиболее важны высокая [c.265]

Очистка газов от HjS на синтетических цеолитах основана на физической адсорбции. [c.269]

В гл. IV мы обсуждали теории мономолекулярной адсорбции, а в гл. V — две теории полимолекулярной адсорбции, В этой главе будут рассмотрены две теории, предложенные в более поздний период, которые также основаны на допущении, что при физической адсорбции образуется адсорбционный слой с толщиной большей, чем для мономолекулярного слоя. Первая из этих теорий—поляризационная—была предложена де-Буром и Цвиккером[1] в 1929 г, и высказана снова в несколько иной форме Брэдли [ ] в 1936 г. Эта теория объясняет адсорбцию неполярных молекул на ионных адсорбентах, допуская, что наружный слой ионов адсорбента индуцирует диполи в первом слое адсорбированных молекул, которые в свою очередь индуцируют диполи в следующем слое, и так до тех пор, пока не будет образовано несколько адсорбционных слоев. Вторая теория была первоначально изложена в двух статьях в 1938 г. в статье Брунауера, Эммета и Теллера [ ] и в 1940 г. в статье Брунауера, Л. Деминг, В. Демипга и Теллера [ ]. Эта теория основана на предположении, что те же силы, которые вызывают конденсацию, ответственны и за энергию связи полимолекулярной адсорбции. Мы будем называть эту теорию теорие полимолекулярной адсорбции. [c.196]

Физическая адсорбция основана на действии сил Вандерваль-са и имеет место при низких температурах. Помимо физической адсорбции, экспериментально установлено при горении углерода наличие химической адсорбции, распространяющейся на область более высоких температур. При химической адсорбции электроны молекул газа могут вступать во взаимодействие с электронами атомов твердого тела. В результате молекулы кислорода закрепляются на углеродной поверхности и образуется адсорбционный слой. В данном случае действуют химические силы, но это не значит, что уже образовалось обычное химическое соединение для образования последнего требуется разрушить связи между атомами адсорбента. Очевидно, что подобным образом может образоваться только мономолекулярный слой адсорбированного газа. Каждый атом на внешней поверхности углерода может удерживать только одну молекулу газа. На I см поверхности может быть адсорбировано до 10 молекул газа. [c.57]

Сорбция — процесс поглощения газов, паров и растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями на твердом носителе (сорбентами). Классификация сорбционных методов основана на различии механизма взаимодействия веществ с сорбентами. Различают адсорбцию (физическая адсорбция и хемосорбция), распределение веществ между двумя несмеши-вающимися фазами (растворитель и жидкая фаза на сорбенте) и капиллярную конденсацию — образование жидкой фазы в пбрах и капиллярах твердого сорбента при поглощении паров вещества. В чистом виде каждый из перечисленных механизмов, как правило, не реализуется, и обычно наблюдаются смешанные механизмы. [c.239]

Наглядной молекулярной моделью сорбции в микропорах является не послойное заполнение поверхности, а объемное заполнение микропор, величина которых не позволяет рассматривать сорбат, находящийся в них, как отдельную фазу. Все изложенное показывает, что полное термодинамическое (и молекулярное) описание явлений физической адсорбции требует четкого изложения основ для двух предельных случаев — адсорбции на ненористых (крупнопористых) сорбентах и адсорбции в микропорах. [c.232]

Природа адсорбции имеет двоякий характер. Физическая адсорбция основана на действии сил Вандерваальса (силы притяжения между моле-кулаш реальных газов) и происходит при низких температурах. Помимо физической адсорбции экспериментально установлено ири горении углерода наличие химической адсорбции (хемсорбция), распространяющейся на область более высоких температур. При химической адсорбции [c.55]

Непрерывное развитие производства электровакуумных приборов, микроэлектроники, ядерной физики и многих других отраслей науки и техники требует постоянного совершенствования и разработки новых методов достижения высокого и сверхвысокого вакуума. Масляные насосы, еще недавно широко применяемые в технике получения среднего и высокого вакуума, уже не удовлетворяют современным техническим требованиям не столько по величине достигаемого предельного давления, сколько по чистоте и безмасляности вакуума. Это привело к необходимости разработки принципиально новых методов получения вакуума. Большая часть этих методов основана на использовании явления хемосорбции газов на чистых поверхностях некоторых химически активных металлов (преимущественно титана), а также физической адсорбции или конденсации газов на микропористых адсорбентах или поверхностях, охлажденных до низких температур. Адсорбционный метод получения вакуума известен еще с начала XX века, когда Дьюар с помощью древесного угля, охлажденного жидким воздухом, получил высокий (по тем временам) вакуум. Тогда из-за невысокого уровня техники получения низких температур сорбционный метод не вышел из стадии лабораторных экспериментов. [c.3]

Многократность использования адсорбционных насосов основана на обратимости процессов физической адсорбции после нагрева адсорбента до комнатной температуры выделяется практически весь адсорбированный газ. Исключение составляют газы и пары, хорошо адсорбирующиеся при комнатной температуре. В первую очередь это относится к парам воды, углекислоты, органическим веществам и т. д. При чередовании циклов адсорбция — десорбция указанные вещества накаплива- [c.142]

Газоадсорбционная хроматография основана на различной склонности компонентов газовой смеси к физической адсорбции на данном адсорбенте. Во врёмя перемещения анализируемого газа вдоль неподвижного слоя адсорбента беспорядочно движущиеся частички газовой смеси как бы прилипают к активной поверхности твердого тела, а затем отделяются, улетают в окружающее пространство и снова возвращаются к поверхности адсорбента. С повышением температуры скорость движения частичек газа увеличивается, а адсорбция уменьшается, так как при этом частички газа легко отделяются от поверхности твердого вещества и диффундируют в газовую фазу. Наоборот, с увеличением давления адсорбция усиливается, так как частички газа находятся ближе к активной поверхности адсорбента и чаще ее бомбардируют. [c.42]

Адсорбционная жидкостная хроматография основана на различной адсорбируемости компонентов разделяемой жидкой смеси на поверхности твердого адсорбента с достаточно большой поверхностью. Адсорбция происходит под действием межмолекулярных сил и определяется различием взаимодействий с адсорбентом молекул компонентов раствора и элюеита. В хроматографии в основном используется обратимая молекулярная (физическая) адсорбция. В некоторых специальных случаях используется слабое обратимое комплексообразование [3—6]. [c.413]

Более глубокая очистка от СО может осуществляться физическими (короткоцикловая адсорбция, диффузия через мембраны) и химическими (метанирование СО, селективное окисление СО) методами. Для очистки газов от СО2 в промышленности традиционно используются твердые и жидкие регенерируемые поглотители СО2, действие которых основано на физической адсорбции (абсорбции), химических реакциях. [c.20]