Сорбенты с переходными порами

Помимо условий проведения опытов по сорбции необходимо обращать внимание на правильность выбора методов расчета параметров пористой структуры на основании изотерм сорбции. Так, удельную поверхность обычно рассчитывают по уравнению БЭТ [32], которое описывает изотермы только 8-образного вида, присущие сорбентам с так называемыми переходными порами [29]. Величину 1 0 рассчитывают по уравнению Дубинина — Радушке-вича [33], справедливому только для микропористых сорбентов, изотермы сорбц-ии для которых имеют характерный Г-образный вид. Для 5-образных изотерм рассчитывают уже по другому уравнению, учитывающему максимальное количество сорбированного вещества [35]. Следовательно, при выборе метода расчета 5уд и Wo необходимо исходить из вида изотерм сорбции. Вместе с тем нередко встречаются работы, в которых авторы либр вообще не приводят изотермы сорбции и не упоминают об их характере, либо приводят только начальные выпуклые участки. Несмотря на формальную применимость того или иного уравнения, его использование без учета вида изотерм, отражающего механизм сорбции, может привести к получению неправильного физического смысла рассчитываемого параметра. [c.203]

При одновременном присутствии в сточных водах ПАВ и красителей различного химического строения в качестве предварительной стадии очистки целесообразно также использовать коагуляцию. Эффективность применения коагулянтов для удаления красителей- из сточных вод в значительной мере определяется химической природой извлекаемых красителей (см. главу II). Остаточные концентрации таких красителей достаточно эффективно можно извлекать из воды сорбцией на активном угле. Целесообразность использования коагулянтов для предварительного удаления части красителей из сточных вод обусловлена также плохой адсорбируемостью ряда красителей на углеродных сорбентах, обусловленной химической структурой красителей. Так, при адсорбции на углеродном сорбенте прямого, чисто-голубого, имеющего в своей структуре четыре симметричных сульфогруппы, лишь 66% эффективной удельной поверхности сорбента может быть занято молекулами этого вещества. Это обусловлено тем, что более плотной упаковке адсорбционного слоя препятствует отталкивание полярных групп [43]. Между тем, для крупных ионных ассоциатов красителей недоступны микропоры и часть переходных пор активного угля. Более того, с увеличением фактора ассоциации красителей величина их удельной адсорбции на пористом сорбенте начинает снижаться [43]. [c.258]

Задание. Определить суммарные объемы микро-, макро- и переходных пор сорбентов. [c.95]

По характеру пористости природные сорбенты отличаются от искусственных (алюмогели, мелкопористые силикагели) превосходящим количеством переходных пор, что имеет большое практическое значение для процесса отбеливания нефтепродуктов. [c.125]

Сорбенты с переходными порами. [c.499]

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Пористость этих углей составляет 60—75 %, а удельная площадь поверхности 400—900 м /г. Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависят от структуры пор, их величины, распределения по размерам. В зависимости от преобладающего размера пор активированные угли делятся на крупно- и мелкопористые и смешанного типа. Поры по своему размеру подразделяют на три вида макропоры размером 0,1—2 мкм, переходные размером 0,004—0,1 мкм, микропоры размером менее 0,004 мкм. Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой. Растворенные органические вещества, имеющие размеры частиц менее 0,001 мкм, заполняют объем микропор сорбента, полная емкость которых соответствует поглощающей способности сорбента. В табл. 4.2 приведены полная емкость и объем микропор для активированных углей различных марок. [c.134]

Таким образом, для мелкопористых сорбентов, для которых формальный расчет приводит к величинам эффективных радиусов г С 15 А, 5 5, значительная доля объема пор в общем сорбционном объеме представлена микропора-ми. Удельная поверхность скелета таких сорбентов, вычисленная по методу БЭТ или другому, а также кривая распределения объемов пор по размерам, являющаяся типичной характеристикой переходных пор, теряют физический смысл и совершенно не дают представления об адсорбционных свойствах мелкопористых минеральных адсорбентов. Для характеристики их адсорбционных свойств необходимо знать объемы различных разновидностей пор и константы уравнения теории объемного заполнения. [c.134]

При таком подходе все полимерные материалы можно рассматривать как плотные сорбенты с диаметрами пор меньше 1,5— 1,6 нм, соизмеримыми с адсорбируемыми молекулами. В зависимости от ряда причин (технологических, воздействия внешних факторов, механических нагрузок) (см. гл, П) в полимерных материалах могут образовываться переходные поры диаметром от 1,5—1,6 до 200 нм и даже макропоры размером больше 200 нм. Оценку параметров макропор в полимерных образцах можно осуществить известным методом вдавливания ртути, используемым для твердых сорбентов, по формуле [c.24]

Дубинин показал, что если в сорбенте кроме переходных пор имеются микропоры, то применение уравнения БЭТ является физически неоправданным [30]. [c.24]

Поэтому для изучения активных углей наиболее перспективным представляется применение метода реплик, который в принципе позволяет получить высококонтрастное изображение структуры неразрушенного поверхностного слоя сорбента. Леонтьев и Лукьянович [9] при помощи двухступенчатых углеродных реплик провели исследование ряда активных углей, в том числе нескольких образцов, различавшихся степенью обгара. На приведенной на фото 76 одной из типичных микрофотографий видно, что изученный образец обладал явно выраженной бидисперсной структурой наряду со сравнительно крупными порами с линейными размерами порядка 1000 А, относящимися к разряду макропор, имеется множество болео мелких переходных пор с размерами порядка 100 А, расположенных в стенках между макропорами. [c.241]

Найдено, что величина коэффициента внутренней диффузии существенно зависит от пористости. В образцах углей АГ-2 с насыпными весами 0,675 А) и 0,540 В), отличающихся друг от друга суммарным объемом пор на 30% и объемами макро-, микро-и переходных пор на 22,44 и 34%, коэффициенты диффузии соответственно равны 3,70-10" и 8,9-10 см сек. Это различие в величинах коэффициентов внутренней диффузии не может быть объяснено изменением коэффициента Г, так как произведение DP также изменяется (от 0,46-10" до 1,37-10 см сек). Такая сильная зависимость от пористости наблюдается в том случае, если основную роль в переносе вещества внутри зерна играет молекулярная диффузия. Сильная структурная чувствительность коэффициента внутренней диффузии показывает целесообразность измерения кинетики адсорбции для характеристики структуры сорбентов. [c.286]

Рис. 18.1. Типичные изотермы сорбции паров на однородно-тонкопористых сорбентах (а), неиористых (б, кривая /) и сорбентах с переходными порами

В результате кислотной активации адсорбционная емкость монтмориллонита по гексану резко возрастает (см. табл. 1). Это говорит об увеличении в структуре сорбента количества переходных пор, активные центры которых доступны для больших молекул непредельных углеводородов и продуктов их полимеризации и поликонденсации. Кислотные свойства активированного 5 % -ной НаЗО монтмориллонита так йе выше по сравнению с природным образцом. Оба фактора Ь определяют повышенные адсорбционно-каталитические свойства активированного сорбента при очистке с его помощью ароматических углеводородов от непредельных соединений. [c.150]

Сорбенты с переходными порами, радиус которых может составлять от 16 до 1000—2000 А. Такие полимеры характеризуются 5-образными изотермами с большим сорбционным гистерезисом [c.504]

Для сорбентов с переходными порами имеет место механизм послойного заполнения стенок пор, слияние образующихся полислоев и капиллярная конденсация и, как следствие ее, — сорбционный гистерезис. [c.505]

Различные полимеры характеризуются разным видом изотерм сорбции. Применяя в одних случаях уравнение ВЭТ, а в других уравнение Дубинина — Радушкевича, можно определить удельную поверхность х и суммарный объем пор Й о- Оба уравнения имеют обычную область применимости. Методом сорбции паров, инертных по отношению к полимерам веш еств, были оценены удельные поверхности и суммарный объем пор многих полимеров. Исследованиями в области физико-химии полимеров показано, что классификация пор по их размерам, предложенная М. М. Дубининым для минеральных сорбентов, полностью сохраняется для полимеров. В полимерах наблюдаются микропоры, размеры которых соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул, переходные поры и макропоры. Сами полимерные сорбенты можно. разделить на непористые, микропористые, переходнопористые и макропористые. Величины х и И"о, определенные для полимеров по метанолу и гексану, лежат в очень широких пределах от 1—3 до 100 Суммарный объем пор большинства микропористых полимеров очень невелик 0,03 см 1г), т. е. на порядок меньше суммарного объема пор плотно упакованных активных углей [5]. [c.315]

Выделяют пять основных типов изотерм адсорбции (рис. 13.1). Тип I характерен для микропористых сорбентов. Начальные выпуклые участки изотерм типов II и IV указывают на присутствие наряду с макропорами некоторого объема микропор. Начальные вогнутые участки изотерм типов III и / указывают на то, что взаимодействие молекул адсорбата с адсорбентом значительно меньше межмолекулярного взаимодействия для молекул адсорбата. Отличие изотерм II от IV и III от V заключается в том, что объем переходных пор IV и V, типы) заполняется адсорбатом раньше, чем относительное давление р/р приблизится к 1 (в результате капиллярной конденсации). При этом на изотермах появляется верхний участок, близкий к горизонтальному. Типы изотерм III и V встречаются редко. [c.389]

Более мелкие — переходные поры — характерны для большинства сорбентов и катализаторов. Переходные поры характеризуются радиусом кривизны, лежащим в пределах от 1,5 нм до 0,05—0,2 мкм, и удельной поверхностью [59, 81]. Таким образом, размеры переходных пор превосходят размеры молекул сорбируемых веществ. На поверхности этих пор может происходить моно- и полимолекулярная адсорбция газов и паров, а заполнение их объема происходит по механизму капиллярной конденсации. [c.55]

Известно, что в микропорах адсорбционные потенциалы существенно (примерно в 1,6 раза) повышены по сравнению с этими величинами для переходных пор и макропор или для непористых сорбентов аналогичной химической природы [47, 59]. Таким образом, ввиду наложения адсорбционных потенциалов противоположных стенок пор во всем объеме микропор существует сильное адсорбционное поле, которое при адсорбции паров приводит к их объемному заполнению. Поэтому представления о послойном заполнении их объема или механизме капиллярной конденсации с образованием вогнутых ме- [c.56]

На основании зависимости г эф от поверхностной концентрации хлорофилла а и 6, а также из сравнения ширины петли гистерезиса для серий образцов АЬОз с адсорбированным хлорофиллом а и 6 был сделан вывод об образовании в микропорах, а также в устьях и сужениях переходных пор сорбента более значительных скоплений молекул хлорофилла Ь, чем хлорофилла а [14, 19]. Подчеркивается [14, 19], что этому способствует большая склонность первого к агрегации. [c.222]

Пористость кокса выражает суммарный объем разных типов его пор. По М. М. Дубинину, пористые сорбенты обладают тремя характерными типами пор микропорами, переходными порами и макропорами [212].I Это подразделение пор вполне применимо и к коксу как пористому сорбенту. Каждый тип пор Дубинин характеризует следующим образом. Микропорам (самым мелким порам) принадлежит почти вся поверхность, на которой происходит адсорбция у активных углей она может доходить до 99,8% всей внутренней поверхности угля. Средний радиус микропор определяется равным приблизительно 1,4-10 см. Переходные поры обладают более крупными размерами. Их средний радиус равен 1-10 см, а поверхность составляет от 0,2 до 1,0% объема всей внутренней поверхности. При сорбции паров в этих порах происходит капиллярная конденсация. К макропорам относятся все более крупные поры, включая и видимые при небольшом увеличении. В коксе к ним относятся также и пустоты или ячейки, образовавшиеся от газовых пузырьков. Хотя объем макропор значительно превышает объем первых двух типов пор, их поверхность составляет только десятые доли процента всей внутренней новерхности сорбента. Макропоры могут быть заполнены только при пропитке угля жидкостью. [c.303]

Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активных углей определяется в основном микропористой структурой. Растворенные органические вещества, имеющие размеры частиц менее 0,001 мкм, заполняют объем микропор сорбента, полная емкость которых соответствует его поглощающей способности. [c.342]

Переходные поры в значительной мере обусловливают проницаемость углеграфитовых материалов и многие Их эксплуатационные свойства, так как в большинстве случаев на их долю приходится до 50% открытой пористости. Их объем и характер распределения необходимо учитывать при улучшении свойств конструкционных графитов пропиткой или уплотнением [19—23]. Формирование этих пор в графитах происходит как за счет пористой структуры карбонизующегося связующего [21, 80] и различий в усадке наполнителя и кокса из связующего, так и за счет межчастичной пористости и наличия пор таких размеров в исходных частицах наполнителя (внутричастичная пористость). При этом, как показывают исследования процесса карбонизации и влияния его параметров на формирование структуры и свойств углеродных материалов [80], начиная с 500°С, в материале образуются поры размером менее 0,2 мкм, объем которых составляет <5%. В общем случае для указанных материалов наличие пор таких размеров и больше нежелательно. В производстве фильтров, диффузоров и электродов топливных элементов из углеграфитовых материалов предусматриваются специальные способы получения заданной пористой структуры с переходными порами. При производстве углеродных сорбентов переходные поры образуются либо в процессе активации (обгары>75%, коэффициенты пропитки ), либо при гранулировании и последующей сушке, как это показано для буроугольной пыли [87]. [c.65]

М. М. Дубинин и Е. Д. Заверина для углей с различным обгаром установили два структурных типа мелкопористый, с обгаром, обычно не превышающим 50%, и крупнопористый, с обгаром 70% и более. М. М. Дубинин распространил представления о предельных структурных типах не только на активные угли, но и на такие гидрофильные сорбенты, как силикагели, алюмогели. На основании кривых распределения объемов переходных пор по радиусам указанные гидрофильные сорбенты можно разделить на мелкопористые, крупнопористые и обладающие смешанной структурхзй. [c.123]

При сорбции газов или паров сорбентами типа активных углей была предложена следующая классификация их пористости, которая может быть с определенным приближением применима и к полимерам сорбенты с макропорами сорбенты с переходными порами сорбенты с микропорами. Макропоры — это поры с радиусами, превышающими 4-10 см. Суммарный объем мак-ропор составляет 0,2—0,5 см /г. Такие поры хорошо видны в электронный микроскоп. Переходные лоры —это [c.132]

Объемы переходных пор и макропор алюмоцеолитных сорбентов найдены из порометрических измерений [292]. Из рис. 73, на котором изображены кривые вдавливания ртути на исследованных образцах, следует, что у алюмоцеолитных сорбентов с низким со- [c.150]

Полученные Г. М. Белоцерковским образцы силикагелей с необычными параметрами пористой структуры представляют несомненный интерес для более детального исследования. Исследования А. П. Карнаухова позволяют выбирать более обоснованные модели эквивалентных модельных сорбентов. И, наконец, Ю. А. Эльтековым развит интересный метод молекулярных щупов применительно к переходным порам. Было [c.325]

В работе [14] было-Проанализировано изменение ширины петли гистерезиса изотермы адсорбции кислорода (рис. 8) в зависимости от степени заполнения поверхности- АЬОз хлорофиллом, так как форма петли гистерезиса согласно де Буру [55] определяется геометрией полости поры, в которой происходит капиллярная конденсация пара. Как показано в [14, 19],, с ростом заполнения поверхности АЬОз хлорофиллом петля гистерезиса расширяется. Расширение гистерезисной петли связано с появлением полостей бутылкообразной формы [56, 57], возникновение которых в данном случае может быть связано с адсорбцией пигмента в устьях и сужениях переходных пор сорбента [14, 19], где таким образом возникают скопления молекул хлорофилла а и Ь. Так как в случае бутылкообразных полостей расчет кривых распределения из десорбционной ветви изотермы дает значения радиуса г устья или сужения поры [58], то приведенные на рис. 9 кривые зависимости г эф от пове1)хностной концентрации хлорофиллов а и показывают, как изменяется размер пор носителя именно в тех участках их поверхности, где в основном осуществляется адсорбция пигмента [14, 19, 54]. [c.222]

Структура кокса, как и всякого тела, обладающего сорбционными свойствами, может характеризоваться пористостью, величиной удельной поверхности, распределением объема пор по их эффективным радиусам. Исследованиями сорбционных свойств различных коксов было установлено, что носледние обладают самыми разнообразными порами, начиная от самых мелких, диаметр которых сравним с размерами молекул адсорбируемых паров, и кончая очень крупными, видимыми в микроскоп. Таким образом, коксы могут быть отнесены к группе сорбентов с пористой структурой. Детализация структуры пористых сорбентов, как это показал М. М. Дубинин [212] на примере активных углей, состоит в определении суммарных объемов трех основных типов пор микропор, переходных пор и макропор. В зависимости от преобладания тех или иных пор, сорбенты могут быть отнесены к различным структурным типам [213]. [c.168]

Подробно изучено изменение свойств серийного угля АГ-3, используемого для доочистки бытовых сточных вод с ХПК = = 35—55 мг/дм при его термической регенерации (рис. IV. 16) [62]. Во всех изученных режимах в первом цикле обработки происходит увеличение объема микропор АУ на 25—35% и переходных пор на 30—70% за счет обгара сорбента. При низких температурах обгар приводит к увеличению объема микропор и доактивации сорбента. Повышение температуры до 965 °С вызывает непропорциональный рост доли переходных- пор. За счет уменьшения толщины стенок пор при обгаре АУ снижается прочность его гранул на 2—3% за цикл. [c.137]

Активность сорбента характеризуется количеством изБлекаемог С вещества в расчете на 1 м или на 1 кг сорбента кроме того, она связана со структурой сорбента. Различают, в частности, угли крупнопористые, мелкопористые и смешанные. Поры подразделяются на макропоры размером 0,1—2 мкм, переходные поры размером 0,004— 0,1 мкм и микропоры размером менее 0,001 мкм. Считается что макропоры и переходные поры задерживают вещества в малом количестве и в основном играют роль транспортных каналов. Таким образом, сорбционная емкость углей определяется наличием в них мик-ропор. Из активированных углей отечественных марок наибольшей емкостью микронор обладают угли СКТ, наименьшей — КАД молотый. [c.142]

Работы посвящены изучению сорбционных процессов. Исследовал (с 1921) сорбцию газов, паров и растворенных в-в тв. пористыми телами. Разработал методы получения высокоэффективных препаратов активированного угля и открыл на них явления обращения адсорбционных рядов. Установил (1929—1930) образование кислых поверхностных оксидов при сорбции на углях. Выяснил механизм сорбции газообразных в-в на ТВ. поглотителях и его зависимость от структуры и пористости последних. Изучил пористые структуры адсорбентов, развил представления о разновидностях пор (микропоры, переходные поры и макропоры), разработал методы определения их параметров (1930—1946). Исследовал (1936— 1937) поглощение паров и газов из воздуха, проходящего через слой зернистого поглотителя, роль ультрапористости адсорбента в процессе поглощения паров в-в с неодинаковыми размерами молекул. В 1936 завершил серию работ по динамической сорбции паров и газов, в результате которой создал общую теорию динамики сорбции, вывел ур-ние определения времени динамической работы слоя угля по компонентам сорбируемой смеси, развил методы расчета динамической активности сорбентов. Создал классификацию структурных типов поглотителей. Развил теорию объемного заполнения пор, позволяющую определять изотермы адсорбции различных газов. Установил связь между видом характеристической кривой и пористостью углей, что затем было им перенесено на изучение адсорбции на цеолитах. Разработал методы получения адсорбентов с заданными параметрами пористости. [c.154]

Ртутно-пор о метрические исследования. Ртут-но-порометрические и адсорбционные данные по адсорбции бензола, измеренные на большом числе природных сорбентов (более 100 проб), показали, что объем микропор в них значительно меньше, чем в искусственных сорбентах, но объем переходны пор значительно больше, чем у алюмогелей или мелкопО ристых силикагелей. Сопоставление результатов метода ртутной поро-метрии и метода сорбции паров и капиллярной конденсации дает возможность получить наиболее полную характеристику рас-пределшия объема пор по их размерам (табл. 1). [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология