Пористые тела удельная поверхность, определени

Для определения пористости и удельной поверхности пористых тел широко используются адсорбционные методы, [c.160]

Если твердое тело может поглощать влагу или находится во влажном состоянии, то, как правило, оно является пористым. Большинство пористых, особенно высокопористых тел, можно представить как более или менее жесткие пространственные структуры — сетки или каркасы. Их в коллоидной химии называют гелями. Это уголь, торф, древесина, картон, бумага, ткани, зерно, кожа, глина, почвы, грунты, слабообожженные керамические материалы и т. д. Пористые тела могут быть хрупкими или обладать эластическими свойствами. Их часто классифицируют по этим свойствам. Пористые материалы обладают значительной и разной адсорбционной способностью по отношению к влаге, которая придает им определенные свойства. На практике в качестве адсорбентов. предназначенных для извлечения, разделения и очистки веществ, применяют специально синтезируемые высокопористые тела. Эти тела кроме большой удельной поверхности должны обладать механической прочностью, избирательностью и рядом других специфических свойств. Наиболее широкое применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. [c.129]

Для определения количества адсорбированного вещества необходимо экспериментально найти давление газа или концентрацию адсорбтива в сосуде, в котором происходит адсорбция, до и после адсорбции. Очень часто количество адсорбированного вещества определяют по привесу адсорбента. Следует заметить, что определение количества адсорбированного вещества вызывает часто большие трудности, всегда имеющие место, когда малая искомая величина является разностью двух больших измеряемых величин. Чтобы уменьшить ошибку измерений, определение обычно проводят, применяя в качестве адсорбента пористые тела с большой удельной поверхностью, связывающие поэтому большое количество адсорбтива. Однако это в свою очередь имеет тот недостаток, что на адсорбции может сказываться диаметр пор адсорбента. Сравнительно большие молекулы адсорбтива не смогут проникать в узкие капилляры адсорбента и достигнутый предел адсорбции будет являться фиктивной величиной, не характеризующей адсорб- [c.82]

Как уже говорилось в гл. 2, на поверхности таких непористых твердых тел, как слюда, находящихся в контакте с паром при достаточно высоких давлениях, образуется адсорбционный слой толщиной в несколько молекул — полимолекулярный слой. Во многих, а возможно, и в большинстве случаев при достижении давления насыщенного пара образуются весьма толстые адсорбционные пленки и конденсация в них проходит так же, как в жидкости. Однако, если твердое тело пористое, т. е. имеет внутреннюю поверхность, то толщина адсорбционного слоя на стенках пор неизбежно ограничивается шириной пор. В соответствии с этим изменяется форма изотермы вместо изотермы II типа мы имеем изотерму IV типа, а вместо изотермы III — изотерму V типа. В данной главе методы определения удельной поверхности и распределения пор по размерам будут обсуждаться в связи с изотермами IV и V типов. [c.142]

Для многих пористых материалов, в том числе и широко распространенных твердых катализаторов и сорбентов, удельная поверхность служит весьма важной характеристикой, и точное определение ее является задачей первостепенной важности. Для пористых твердых тел удельная поверхность определяется в основном размером пор и их числом. Измельчение материала сказывается [c.349]

Величины удельных поверхностей, определенные различными методами, для большинства изученных катализаторов и адсорбентов хорошо совпадают друг с другом. Исключение составляет алюмогель, для которого удельные поверхности, определенные по адсорбции фенола и дифенилсульфида 8 = = 230 и 210 лг /г), значительно меньше, чем по адсорбции уксусной кислоты и теплоте смачивания 8 = 340 и 385 м /г). Это, по-видимому, объясняется тем, что алюмо гель имел большое количество микропор, в которые ограничен доступ относительно крупным молекулам фенола и дифенилсульфида. Большинство изученных пористых тел относится к второму (алюмосиликаты, силикагель КСК-4) и четвертому (опоки) тинам сорбентов по классификации [c.200]

Удельная поверхность является усредненной характеристикой пористости (дисперсности) соответствующих пористых или тонкоизмельченных (диспергированных) твердых тел. Удельная поверхность состоит из суммы внешней (видимой) поверхности и внутренней (невидимой) геометрической поверхности пор на единицу массы пористого тела. Поскольку для тел с развитой пористостью основная величина поверхности приходится на поверхность пор, то удельная поверхность прямо пропорциональна объему пор и обратно пропорциональна их диаметру или размеру частиц, составляющих твердое тело определенной массы. Предположим, что твердое тело составлено из частиц одинакового размера (сфер диаметром (1 или кубиков с длиной ребра I = (мкм)). Тогда удельную поверхность (м /г) твердого тела можно рассчитать по уравнению [c.31]

Были выполнены многие исследования течения жидкости сквозь пористые тела, состоящие из достаточно крупных твердых частиц, В качестве примера упомянем исследование течения жидкости сквозь слои зернистых материалов, состоящих из кусков угля 22,4—28,6 мм, зерен катализатора для синтеза аммиака 4—6,1 мм, стеклянных шариков (шероховатых) 2—3 мм, шариков силикагеля 3—4 мм [201]. Для каждого зернистого слоя определена удельная поверхность частиц так, 5о рассчитана по числу шариков, помещаемых в цилиндр, или путем измерения граней кусков угля. Обработка опытных данных выполнена по уравнению Еи ==Ям/(2е), где Ним — модифицированное число Эйлера, в которое входит 5о Х = /(Кеэ) Кеэ —модифицированное число Рейнольдса. Для условий проведенных опытов получена зависимость Еим = 0,9-Ь + ЮО/Квэ, на основании которой может быть определено 5о- При сопоставлении определенного таким образом значения 5о со значением 5о, вычисленным по уравнению Козени — Кармана, обнаружено, что расхождение составляет только 25—35%. [c.185]

Б. В. Дерягиным на основе рассмотрения фильтрации газов через пористую перегородку (например, слой порошка), с учетом режима течения, разработан метод определения удельной поверхности твердых тел, который нашел широкое применение в практике. [c.199]

Широкое распространение получили методы определения удельной поверхности по скорости фильтрации жидкости или газа. В зависимости от целей исследования и характеристики пористого объекта выбирают тот или иной метод определения удельной поверхности. Следует обратить внимание на то, что само понятие удельной поверхности имеет относительное значение например, определяя удельную поверхность пористого тела по методу адсорбции, получают различные значения в зависимости от его природы и структуры, а также свойств адсорбируемого вещества. [c.72]

Уравнение БЭТ соблюдается в интервале относительных давлений от 0,05 до 0,35. Его широко применяют для определения удельной поверхности различных пористых тел. [c.45]

Величина удельной поверхности пористого тела, определенная по методу адсорбции, зависит от минимальных размеров его пор, в которые может еще проникать адсорбируемое вещество. Вследствие того, что размеры молекул газа изменяются в небольших пределах, этот метод для различных газов дает близкие величины. При определении удельной поверхности по методу адсорбции из растворов получают данные, различающие- ся иногда даже по порядку величин. Это можно объяснить тем, что размеры частиц растворенных веществ, используемых в адсорбционных опытах, изменяются от молекулярных и ионных до коллоидных. С увеличением размеров частиц растворенного вещества возрастает радиус пор, доступных для адсорбции, и поверхность пор с меньшим радиусом окажется неучтенной. Таким образом, различие в измеренных величинах удельной поверхности по адсорбции растворенных веществ наиболее заметно для тонкопористых объектов. [c.72]

Дерягин разработал новый метод определения удельной поверхности по фильтрации разреженного газа, когда длина свободного пробега его молекул во много раз больше сечения наиболее крупных пор. При фильтрации разреженного газа через пористое тело молекулы газа в его порах соударяются друг С другом во много раз реже, чем со стенками пор, вследствие [c.79]

Следует заметить, что уравнение БЭТ до настоящего времени широко используется в лабораторной практике для определения истинной (удельной) поверхности и пористости твердых тел [22]. Определенне истинной поверхности металлов важно для понимания процессов коррозии, развивающихся под адсорбированными слоями кислорода, воды и органических соединений, (ингибиторов коррозии) в атмосферных условиях и в объемах, электролитов. [c.30]

Исследование катализаторов. Нами разработано две упрощенные методики определения удельной поверхности твердых пористых тел. [c.125]

Физическая адсорбция, хотя и не играет решающей роли в гетерогенном катализе, тем не менее она полезна как средство для исследования пористой структуры твердых тел. Она удобна для определения удельной поверхности, формы и размеров пор, наличия зак- [c.422]

Образцы 200 и 204 были использованы для разработки ускоренных методов определения величины удельной поверхности пористых тел [258, 343, 344]. [c.161]

Физическая адсорбция, хотя и не играет решающей роли в гетерогенном катализе, тем не менее она полезна как средство для исследования пористой структуры твердых тел. Она удобна для определения удельной поверхности, формы и размеров пор, наличия закрытых пор и других деталей геометрического строения пористых катализаторов и носителей, особенно в сочетании с электронной микроскопией и ртутной порометрией. [c.202]

В этой книге мы хотели показать, как данные адсорбции на мелкозернистых и пористых твердых телах используются для определения их удельной поверхности и распределения пор по размерам. Большая часть книги посвящена методу Брунауэра— Эммета—Теллера (БЭТ) определения удельной поверхности и применению уравнения Кельвина для расчета распределения пор по размерам. Необходимая доля внимания уделена также и другим хорошо известным методам оценки удельной поверхности по данным измерений величины адсорбции, а именно методам, в основу которых положены адсорбция из растворов, теплота смачивания, хемосорбция, и методу, основанному на применении уравнения адсорбции Гиббса к адсорбции газов. [c.7]

Трудно переоценить ту меру воздействия, которое метод БЭТ оказал на области физической химии (гетерогенный катализ, адсорбция и определение размеров частиц), связанные с изучением свойств мелкозернистых и пористых твердых тел. В повседневном обиходе прочно бытует фраза удельная поверхность БЭТ . Но именно столь широкое использование метода, видимо, послужило причиной недостаточного понимания его существа. Допущения, которые лежат в его основе, а также условия, при которых следует или не следует ожидать получения надежных результатов, приводят к тому, что полученные этим методом данные без должных оговорок часто принимаются в качестве не вызывающего сомнений критерия. В частности, это относится к твердым телам, которые содержат очень тонкие поры и дают изотермы типа Ленгмюра в этом случае метод БЭТ может дать совершенно ошибочные значения удельной поверхности. Для несколько более крупных пор, шириной от десятков до сотен ангстрем, распределение пор по размерам может быть рассчитано по изотерме адсорбции с помощью уравнения Кельвина. В последнее время предложен ряд конкретных методов расчета. Однако во всех них очень часто либо недостаточно подчеркивались, либо вовсе упускались из рассмотрения все те ограничения, которые накладываются на область применимости результатов, и те трудности, которые связаны со свойствами реального твердого тела. Так, в хорошо зарекомендовавшем себя методе определения удельной поверхности с помощью измере- [c.7]

Не менее важной особенностью пористых тел, как уже неоднократно отмечалось, является величина их удельной поверхности. Существующие методы определения удельной поверхности имеют ряд условностей и допущений, снижающих точность получаемых результатов, а для некоторых пористых структур, например микропористых адсорбентов, вообще нет ни теоретических, ни методических разработок, приемлемых для определения их удельной поверхности. [c.5]

В огромном числе публикаций приводятся данные об удельной поверхности, объеме и размере пор и их распределении для многих адсорбентов и катализаторов. Характеристика дисперсных и пористых тел через численные значения этих параметров, введенная несколько десятилетий назад, сыграла свою положительную роль и во многих случаях дала возможность четко разделить влияние геометрии и химии поверхности на поведение адсорбентов и катализаторов. Однако известная формальность такой характеристики ограничивает дальнейшее развитие науки о дисперсных и пористых телах и ее приложений. Эту формальность усиливает почти исключительное применение лишь одной модели цилиндрических пор. С позиций такого описания трудно понять механизм образования пористости в том или ином конкретном случае, а значит и построить теорию направленного синтеза пористых тел также трудно понять механизм старения и изменений, вызванных разного рода воздействиями (химическими, механическими, термическими и гидротермальными). Теория прочности дисперсных материалов не может быть создана без данных об их строении. Определение оптимальной пористости структуры катализаторов и ее реализация в промышленных процессах также требуют точных знаний о геометрии пористого тела. [c.7]

Метод основан на измерении коэффициента диффузии (1) но перепаду давления, которое оказывает дисперсное тело при фильтрации через него разреженного газа в стационарном течении (метод Дерягина). По принятой методике предусматривается предварительная градуировка капилляров и запрессовка порошка в кювете с помощью винтового или гидравлического прессов [7]. Было предложено для облегчения прессования применять вибрацию [9]. Контролем методики и необходимой степени уплотнения частиц является прекращение увеличения получаемых значений удельных поверхностей нри дальнейшем увеличении запрессовки порошка, т. е. независимость удельной поверхности от пористости. Достигаемую при этом удельную новерхность, не зависящую (в определенных, пределах) от пористости, можно считать внешней поверхностью частиц,,. [c.118]

Коротко остановимся на применении формулы (1) к дисперсному телу, частицы которого имеют поры, сообщающиеся с внешней (по отношению к частицам порошка) пористостью. Общую или активную пористость [151 порошкообразного тела можно представить в виде е = 81 + г , где 81, Ез — внешняя и внутренняя пористость соответственно.Для такого порошкообразного тела при определении удельной поверхности в формулах (5), (6) вместо 6 следует применять выражение (е + [5]. При определении пористости по взвешиванию вычисляется общая пористость е. И если внутренняя пористость (но не внутренняя удельная поверхность) мала по сравнению с внешней пористостью, т. е. ёх, то в этом случае [c.120]

На простейшем примере глобулярных адсорбентов рассмотрен механизм формирования структуры, как результат объемной упаковки глобул, и выведены основные закономерности ее интерпретации. Дан критический анализ и рассмотрены пределы применимости ныне используемых методов определения удельной поверхности высокодисперсных и пористых тел. Кроме того, описан новый метод, позволяющий по изотермам адсорбции, выраженным в относительных координатах, характеризовать структурные типы адсорбентов и детализировать промежуточные структуры, составляющие большинство среди реальных пористых тел. [c.4]

Об определении удельных поверхностей твердых тел методом адсорбции растворов. Ларионов О. Г. Сб. Адсорбция и пористость . М., Наука , 1976, стр. 122—126. [c.356]

Г. М. Белоцерковский (Ленинградский технологический институт им. Ленсовета). На основании комплексного изучения пористой структуры силикагеля и ее формирования в настоящее время сложились определенные представления о геометрии взаимосвязи между основными параметрами пористой структуры тел глобулярного строения. Эту взаимосвязь можно проследить по хорошо изученным силикагелям эталонного ряда [1—3]. Увеличение среднего диаметра глобул силикагелей этого ряда сопровождается уменьшением их координационных чисел и, соответственно, уменьшением удельной поверхности и кажущейся плотности, а также увеличением преобладающего диаметра пор и предельного объема сорбционного пространства. [c.313]

В виду недостаточной изученности геометрии монолитных пористых тел для использования теории необходимо ввести некоторые эмпирические допущения. Прямая цилиндрическая пора радиуса имеет отношение объема к поверхности, равное г . Если удельная поверхность пористого материала SyJ и средняя плотность гранулы Рр, то средний радиус пор может быть определен как [c.49]

Соотнощение (III. 57) справедливо и для определения параметров порощков, для которых иногда можно проводить аналогии с пористыми телами. Однако при данном расчете не учитывается поверхность контакта частиц между собой. Число точек контакта может изменяться в зависнмостн от характера и плотности упаковки частиц в структуре пористого тела или порошка. Для сферических частиц это число не превышает двенадцати. Чем больше точек соприкосновения частиц, тем больше поверхность контакта и меньше удельная поверхность. Для порошков под поверхностью контакта понимают поверхность двух соприкасающихся частиц, расположенную в зоне действия молекулярных сил ( 0,1 нм). Таким образом, для сферической частицы радиусом г поверхностью контакта считается поверхность ее сегмента с высотой h = = 0,1 нм, а доля этой поверхности от всей поверхности составит [c.133]

Еще одна модификация метода воздушной проницаемости для определения удельной поверхности пористых тел предложена Энтелисом и др. [62]. В их методе поверхность определяли по скорости уменьшения давления в резервуаре известного объема при откачке его через образец. [c.375]

Предложенный в работе принципиально новый метод определения удельной поверхности микропористых адсорбентов, следует надеяться, в ближайшее время получит экспериментальное подтверждение и явится надежным инструментом в руках исследователя при определении параметров данного класса пористых тел. [c.6]

Из этого далеко не полного перечня областей применения адсорбции очевидно, что для успешного осуществления указанных процессов адсорбент должен обладать комплексом свойств развитой удельной поверхностью, иметь соответствующую структуру, сорбционную емкость и обладать определенной химической природой поверхности. Например, для очистки масел, примеси которых обладают большим размером молекул, наиболее эффективны крупнопористые адсорбенты, в то время как в случае глубокой осушки газов лучший эффект достигается на мелкопористых адсорбентах и т. д. Иначе говоря, каждый адсорбционный или каталитический процесс в зависимости от факторов, лимитирующих протекание той или иной его стадии, требует адсорбент (катализатор) строго заданной природы и структуры. Поэтому детальное определение параметров структуры пористых тел— залог эффективного их использования при решении конкретной адсорбционной задачи. [c.33]

Поскольку пористость в отличие от удельной поверхности наделена чертами самостоятельности и в определенной степени характеризует свойства твердых тел, то ее изучение имеет большое значение для разработки вопросов, связанных с геометрической неоднородностью поверхности, увеличением адсорбционного потенциала в тонких порах, соотношением размеров и формы молекул адсорбата с размерами и формой тонких пор, кинетикой и динамикой адсорбционных и каталитических процессов. [c.41]

По экспрессности и точности метод тепловой десорбции превосходит другие хроматографические методы. Это отчетливо видно из данных табл. 2-6, в которой результаты определений удельной поверхности различных пористых тел методами тепловой десорбции, фронтальной и проявительной хроматографии сравниваются с оценкой по данным пзотерм адсорбции, полученным на вакуумной адсорбционной установке [24]. [c.52]

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]

Целесообразно строить модель на основе принципа дискретизации рассматриваемого пористого тела на области, в пределах которых изменяется лишь один параметр, например, размер формируюш,их данную область вторичных частиц при заданной геометрической форме, строении и статистическом законе распределения плотности их упаковки, не принимая во внималие пространственные координаты их расположения. Наиболее просто осуществлять дискретизацию на основе экспериментальных кривых распределения объема пор катализатора по их. радиусам с учетом имеющихся теоретических представлений о морфологических особенностях исследуемых образцов. При этом, зная радиус пор в данной области (при заданной плотности упаковки вторичных частиц), можно рассчитать единственные и вполне определенные размеры этих частиц, а по величине объема пор, приходящегося на данную область, их общее количество. Учитывая удельную поверхность образца, его вес и размеры, легко определить геометрические размеры и число первичных частиц, формирующих вторичные, и предположить возможные варианты распределения координат всех частиц. [c.143]

Важной практической проблемой является трансформация глобулярной модели с учетом реального строения пористых тел. Экспериментальные данные исследования морфологии пористых тел, основанные на методе электронной микроскопии, показывают, что вторичные частицы в зависимости от химической природы и способа синтеза катализатора (адсорбента) могут представлять собой глобулы, пластины, иглы и пр. различных размеров. Трансформация глобулярной модели на реальную осуществляется на основе следующих предпосылок а) соотношение плотной фазы и сформированного ею объема пор не зависит от строения первичных и вторичных частиц (суммарный объем пор и вес единичной гранулы катализатора не зависят от типа аппроксимации ее строения) б) суммарная поверхность первичных частиц при данном геометрическом размере зависит только от их числа (находится из экспериментально определенной удельной поверхности и веса единичной гранулы образца) в) число первичных частиц во вторичных зависит от типа их аппроксимации (в силу необходи- [c.146]

В основу методов определения удельной поверхности дисперсных тел при кнудсеновской режиме течения положен ко)эффициент кнудсеновской диффузии О, теоретически найденный В. В. Дерягиным [59] для модели пористого тела или порошка ввидемесоприка-сающихся непористых шаров. Этот коэффициент равен [c.92]

Хорошо известны трудности исследования химической природы поверхности твердых тел, особенно оптически непрозрачных. Химические методы идентификации поверхностных функциональных групп (ПФГ) наиболее чувствительны к изменению характера пористости и величины поверхности адсорбента [1, 2]. Каталитические свойства последнего часто влияют на результаты количественного определения ПФГ. Например, представляется вероятным, что приводимые в работах Киселева с сотр. [3] данные о количестве кислорода (17,8%), связанного с поверхностью ухтинской канальной сажи (удельная поверхность 150 м г), аномально завышены именно по этой причине. Формальный расчет, выполненный при грубых, но разумных предпосылках (радиус иона принят минимальным при упаковке не учитывается доля поверхности, на которую пе проектируется кислород силы отталкивания не учитываются), показывает, что 17,8% соответствует 310м7г, что в 2 раза больше величины удельной поверхности. [c.35]

Несколько более надежным кажется определение удельной поверхности пористых тел методами приведения . Эти методы основаны на сравнении величин адсорбции одного и того же веш,ества на непористом адсорбенте с известной удельной поверхностью и на исследуемом адсорбенте той же химической структуры. При использовании всех этих методов приведения исходят из допущения о том, что адсорбционное равновесие на пористых и непористых телах одинаково и величина адсорбции при равных pips пропорциональна величине удельной поверхности, [c.70]

И поверхностным давлением я слоя, а также о способе определения йР из точных изотерм, измеренных для твердого тела с известной поверхностью, было упомянуто в предыдущем разделе. В работе Бенгхема и Меггса [59] была установлена связь между константой % и константами упругости древесного угля. Рассматривалось твердое тело, имеющее форму длинного тонкого непористого стержня, с удельной поверхностью, равной удельной поверхности данного пористого твердого тела, и предполагалось, что поверхностное давление слоя действует как тангенциальное напряжение, имеющее тенденцию увеличивать длину стержня. В таком случае получается [c.263]

В книге в общедоступной форме изложены теория и экспериментальные методы исследования физический адсорбции газов и паров на реальных адсорбентах. Особое внимание уделено структуре пористых тел и методам ее исследования. Дан критический анализ существующих способов определения удельной поверхности и структуры пор адсорбентов, кратко освещены их адсорбционные и каталитические свойства, характер и закономерности протекания диффузионных процессов и т. д. Рассмотрены вопросы адсорбции в микроиорах, изложена теория их объемного заполнения и предложен метод определения удельной поверхности микропористых адсорбентов. [c.2]