Поверхность активного угля

Рис. 10.10. Изотерма поверхностного избытка (Г) в растворах поверхностно-активного вещества. Структура поверхностного слоя а — чистый растворитель б — ненасыщенный мономолекулярный слой ПАВ в — насыщенный мономолекулярный слой ПАВ. ный уголь и силикагель. Поглощающая способность угля подмечена еще в ХУП веке. Однако лишь в 1915 г. Н. Д. Зелинский разработал способ получения активных углей, предложив их в качестве универсальных поглотителей отравляющих веществ, и совместно с Э. Л. Кумантом сконструировал угольный противогаз с резиновой маской. Один из первых способон активирования древесного угля состоял в обработке его перегретым паром для удаления смолистых веществ, образующихся при сухой перегонке древесины и заполняющих поры в обычном угле. Современные методы получения и т .следования активных углей в нашей стране разработаны М. М. Дз бининым. Удельная поверхность активных углей достигает 1000 на грамм. Активный уголь является гидрофобным адсорбентом, плохо поглощает пары воды и очень хорошо — углеводороды.

Хорошей иллюстрацией правила уравнивания полярностей является адсорбция органических соединений на углях. На рис. HI.17 представлена диаграмма избирательности адсорбции органических веществ из водных растворов на активном угле КАД. По осям координат представлены мольные доли адсорбирующихся компонентов без учета растворителя (воды), и поэтому получены зависимости, подобные уравнению (III. 97). Из этой диаграммы видно, что на активном угле КАД можно разделить анилин и нитроанилин, причем последний преимущественно остается в водной фазе (кривые 1а и 16). Анилин адсорбируется несколько хуже фенола, но их коэффициенты разделения небольшие. В результате избирательность адсорбции в системе фенол—анилин мала (кривые 2а и 26). Это объясняется тем, что полярности фенола и анилина близки и значительно меньше, чем полярность нитроанилина, который поэтому сильнее удерживается водной фа-< ЗОЙ и меньше — неполярной поверхностью активного угля. [c.155]

Удельная поверхность активных углей колеблется от 600 до 1700 м 1г. Размер гранул некоторых стандартных марок активных углей для адсорбции газов и паров составляет 1—5. им (уголь БАУ) и 1,5—2,7 мм (уголь СКТ). Насыпная плотность углей этих марок равна 260 и 420 г/л соответственно. Применение углей того или иного вида зависит от разновидности процесса адсорбции, в котором они используются (поглощение газов, рекуперация летучих растворителей и т. д.). [c.565]

Рассчитайте постоянные в уравнении Ленгмюра и удельную поверхность активного угля, принимая плотность газообразного азота равной 1,25 кг/м , а площадь, занимаемую одной молекулой азота на поверхности адсорбента, равной 0,16 нм . [c.68]

Учитывая подобие геометрического расположения атомов в неразветвленных цепях углеводородов и в углеродных цепочках поверхности кристаллитов угля и однотипность сил межмолекулярного сцепления, проявляющихся в тех и других цепочках при взаимодействии с другими молекулами, можно представить адсорбцию неразветвленных или слабо разветвленных углеводородных цепей на поверхности активных углей как ассоциирование углеводородных цепочек поверхности угля и углеводородов. Это ассоциирование происходит при такой ориентации, когда цепочки располагаются параллельно и над каждым атомом С поверхности угля находится атом С углеводорода. [c.241]

Как известно, адсорбция воды углеродными адсорбентами как по характеру, так и по механизму существенно отличается от адсорбции органических веществ. Основной причиной адсорбции воды являются так называемые первичные центры адсорбции — кислородсодержащие соединения, находящиеся на поверхности стенок пор адсорбентов и способные образовывать водородные связи с молекулами воды [1]. Поэтому химическая природа поверхности активных углей играет важную роль в поглощении водяного пара. В то же время анализ многочисленных экспериментальных данных показывает, что кроме химии поверхности углерода на адсорбцию водяного пара значительное влияние оказывает и пористая структура активных углей [2, 3]. [c.106]

По данным Задачи 5 рассчитайте удельную поверхность активного угля, допуская, что площадь сечения молекулы спирта равна 21,1 - м . [c.94]

В отличие от осадочной хроматографии в адсорбционно-комплексообразовательном методе образующиеся в результате реакции труднорастворимые комплексные соединения не выделяются на носителе или в растворе в виде новой твердой фазы — осадка, а сразу же сорбируются носителем (углем) вследствие большей прочности связи между молекулами комплекса и поверхностью активного угля, чем между молекулами комплексного соединения в его кристаллах. [c.249]

Определение удельной поверхности активного угля. [c.80]

Существует определенная зависимость между количеством выделенной при смачивании энергии и площадью внешней поверхности активных углей. Для углей этот коэффициент равен [c.82]

Удельная поверхность активных углей очень высока и составляет 6-10 -17 -10 м кг, а их насыпная плотность 200-900 кг/м . Активные угли применяют в виде частиц неправильной формы размером 1-7 мм, цилиндров диаметром 2-3 мм и высотой 4-6 мм и порошка с размером частиц менее 0,15 мм. Последний вид активных углей применяют для разделения растворов. [c.191]

Поверхность активных углей и цеолитов составляет 800-1000 м7г. [c.647]

Несмотря на сравнительно небольшое количество асфальтита, использованного в качестве добавки (8-15%), изменение в свойствах активных углей существенно увеличивается степень конденсированности, в совокупности с развитым объемом микропор это приводит к усилению сорбционного поля. Увеличение количества кислорода говорит о том, что асфальтиты проявляют свою реакционную способность в процессах высокотемпературного окисления, в результате чего поверхность активного угля становится полярной за счет появления кислородсодержащих соединений. Благодаря наличию неподеленной электронной пары, поверхностные кислородсодержащие группы участвуют в общей системе сопряжения за счет электронов высококонденсированных ароматических систем, образующих стенки поры. [c.599]

Неорганические вещества присутствуют в технических активных углях в значительном количестве и заметно влияют на многие свойства активных углей [76—80, 128, 129, 8—12]. Попадают они в активные угли из исходного сырья или вносятся в шихту перед активацией, которую применяют с целью повышения избирательности адсорбентов или получения каталитически активных углей. Сильные кислоты почти полностью обезволивают активные угли, потому что неорганические компоненты, вероятно, находятся в основном на поверхности углеродных микрокристаллитов [80, 130]. При большом содержании неорганических включений в активных углях часть внутренней поверхности углей оказывается экранированной и приобретает полярную природу, что сказывается на характере и величине адсорбции многих веществ, преимущественно на адсорбции органических электролитов средней силы. Если доля полярной поверхности в общей поверхности активного угля становится достаточно большой, адсорбция неполярных веществ из водных растворов уменьшается, причем может усилиться адсорбция полярных молекул из растворов в неполярных или малополярных жидкостях [114— 118]. Последний эффект наблюдается в заметной степени и при адсорбции паров полярных веществ [119, 131]. [c.53]

Измерение изотерм адсорбции газов является ценным методом изучения особенностей поверхности активных углей. [c.299]

Абсолютное заполнение поверхности активных углей кислородом во всех наших опытах было очень невелико. Ни в одном случае оно не пре- [c.415]

Шесть молекул воды могут быть удалены из кристаллов шабазита одновременны.м нагреванием и эвакуированием. Дегидратация оставляет структуру кристаллической решетки неизменной. Лишь после того, как удалено 93% воды, начинается изменение структуры. Обезвоженный шабазит является адсорбентом с очень тонкими порами. Ь]го внутренняя поверхность огромна. Удельная поверхность обезвоженного шабазита приближается к поверхности активного угля из скорлупы кокосовых орехов. [c.496]

Наибольшее распространение получили неполярные сорбенты, при применении которых осуществляются в основном дисперсионные взаимодействия, причем энергия связи веществ в этом случае ниже энергии связи с поверхностью активного угля, поэтому легче осуществляется десорбция извлеченных ветцеств. [c.33]

Бринкман [140] сделал вывод, что активность угля возрастает с числом основных поверхностноактивных групп, определяемых по способности адсорбировать соляную кислоту, и падает с ростом. числа кислотных поверхностноактивных групп, определяемых по сорбции едкого натра. В качестве меры каталитической активности служит время, которое требуется в определенных условиях для снижения активности до половины начального значения. Этим путем можно открыть и количественно определить очень небольшие изменения состояния поверхности активного угля. Однако прямой зависимости между каталитической активностью и адсорбционной способностью активированного угля, очевидно, не суш,ествует активные формы углерода с высокой адсорбционной способностью могут обладать в отношении перекиси водорода очень малой каталитической активностью и, наоборот, способность к интенсивному разложению иногда сочетается с малой адсорбционной способностью. [c.400]

На поверхности активного угля некоторых сортов органические соединения серы не превращаются в элементарную серу. Если в газе находится кислород и сероводород (даже в виде следов), сера может образоваться в количестве, вполне достаточном для того, чтобы уголь полностью потерял свою поглотительную способность. Потери активного угля составляют не менее 0,1% его веса за каждый цикл работы. При сероочистке под давлением 21 ати газа, содержащего 0,08— [c.193]

Регенерация адсорбента является одним из основных вопросов при адсорбционной очистке, от решения которого зависит возможность применения метода и его стоимость. Для удаления органических веществ с поверхности углей применяют вытеснительную десорбцию. В качестве десорбирующего агента используют воздух, инертные газы, насыщенный и перегретый пар. При использовании воздуха температура не превышает 120—140°С, для перегретого пара 200—300°С, для инертней газов 300—500°С. Соединения удаляют с поверхности активных углей также водными растворами кислот, щелочей и солей. При очистке газов ог соединений фтора адсорбент подвергался регенерации 2—3 % раствором NaOH на 99,5%, 3% раствором Naj Oa —на 60—65 %, 3 7о раствором NH4OH —на 15%, водой —на 18,7%. Потери адсорбента при регенерации—2—4 г/м газа. Расход воды и регенерационного раствора на 1 м адсорбента составил 10 м . [c.486]

Процесс сухой очнстки от сероводорода активным углем основан на окислении сероводорода до элементарной серы кислородом на поверхности активного угля. Образующаяся при очистке элементарная сера отлагается в порах угля по мере заполнения поверхности угля серой процесс очистки замедляется и прекращается. Для восстановления поглотительной способности угля его промывают раствором сернистого аммония. После промывки и пропарки активный уголь вновь пригоден для очистки газа. Каталитическая очистка газа протекает в две ступени на первой ступени на катализаторе при подаче пара или водорода органические соединения серы превращаются в сероводород, а на второй ступени сероводород удаляют из газа. [c.47]

В отличие от поверхности полярных адсорбентов, образованной ионами, поверхность активного угля образована электронейтраль-ными (ковалентная связь) атомами углерода и почти лщпена электрически заряженных центров, аполярна. Вследствие этого электростатические силы имеют при адсорбции на угле второстепенное, очень малое значение. Основными же адсорбционными силами являются силы дисперсионные, наиболее слабые из прочих сил молекулярного взаимодействия. Этим объясняются многие свойства активных углей. [c.235]

Активированный уголь прийеняется при адсорбции либо в виде зерен величиной от 1 до 7 мм, либо в виде порошка. Зерна и порошок получают путем измельчения и классификации. Удельная активная поверхность активных углей выражается величиной от 600 до 1700 м на один грамм. Применяются активированные угли главным образом для по-глощейпя паров органических жидкостей, находящихся в газовых смесях, и для очистки различных растворов от примесей. [c.525]

Как правило, для применения в аппаратах типа искусственной почки используют березовый активный уголь, прошедший специальную обработку. Малейшие доли серы, содержащейся в угле и переходящей во время сеанса в кровь, вызывают нежелательные симптомы и усложняют процедуру. Тщательная промывка угля нашатырным спиртом перед сеансом устраняет эти явления. Большое внимание уделяется проблеме пылеобразования. Частицы угля попадают в циркулирующую кровь н оседают в легких, селезенке и почках. Применение прочных углей достаточно крупных размеров и использование очень тонких фильтров позволяет воспрепятствовать проникновению пыли в кровь. Наиболее трудной проблемой является одновременное поглощение активным углем составных частей крови — тромбоцитов, а также белых кровяных телец, что приводит к изменению состава крови. Отчасти активность угля но отношению к тромбоцитам снижается вследствие адсорбции протеина плазмы, который покрывает поверхность угля и блокируе. ее. Радикальное решение проблемы тромбоцитов заключается в предварительном покрытии поверхности активного угля альбуминовыми пленками, пленками гидрооксиэтилметакрилата, ацетатом целлюлозы и другими гидрофильными веществами, совместимыми с кровью [51 [. [c.298]

Более распространены и изучены кислотные кислородсодержащие поверхностные группы. Исследование адсорбции фенола, анилина и /г-нитроанилина на образцах ацетиленовой сажи и активного угля КАД с различным содержанием поверхностных функциональных групп показало, что поверхностные кис лородсодержащие группы угля и сажи существенно не участ вуют во взаимодействии молекул ароматических производных с поверхностью углеродных адсорбентов [1]. Аналогичные результаты получены М. М. Дубининым и Е. Д. Завериной [2], которые показали, что кислотные оксиды на поверхности активного угля не оказывают влияния на физическую адсорбцию неполярных органических веществ из паровой фазы. Специфическое взаимодействие поверхности угля с органическими ве-щестнами наблюдалось только в присутствии карбонильных групп на поверхности угля и при возникновении донорно-ак-цепторных комплексов [3]. [c.75]

Применяемые в промышленности сорта активных углей обозначают марками, характеризующими активную удельную поверхность (м%), адсорбционную способность (г/г пли г/см ), плотность и размер зерен. Истинная плотность углей колеблется в пределах 1,9—2,2 г/см , а гравиметрическая н кажущаяся 0,2— 0,9 г/см — в зависимостп от размера зерен. Теплоемкость сухого угля равна 0,84 кДж/(кг-К), его теплопроводность 0,17—0,28 Вт/(м-К). Адсорбционная удельная поверхность активных углей составляет 600—1700 м /г. [c.616]

Основние процесса. Окисление П1Ю-стых и комплексных цианидов Си и 2п Кислородом воздуха происходит на поверхности активных углей. Цианиды сорбируются из сточных вод [c.215]

При равных условиях в течение 200 ч из водного раствора Р1(КНд)4С12, однако, адсорбируется только 2 мг Р1 на 1 г угля. Можно предположить, что для Н2Р1С1в адсорбционными центрами являются основные группы активного угля (характер которых пока не выяснен), места электронных. дефектов (которые могут привести к образованию комплексов с переходом заряда) или ароматические области поверхности угля (которые могут привести к образованию ламинарных соединений). Кислотные группы поверхности угля имеют незначительное влияние на поглощение Н2Р1С1е. Возможно, что протоны поверхности активного угля обмениваются, так же как в случае алюмосиликата, с катионами Pt(NHg)4, так как количество поглощенного Р1(КН3)4013 согласуется по порядку величины с числом кислотных центров. [c.129]

Подобные результаты были получены Киплингом [121] при изучении адсорбции бинарных жидких смесей углеводородов. Райт [122] изучал адсорбцию монокарбоновых кислот (уксусной, стеариновой) и их метиловых эфиров из четыреххлористого углерода на двух сажах сфероне-6 и графоне. Поверхность сферо-на-6 химически неоднородна и имеет значительное количество хемосорбированного кислорода в виде гидроксильных, альдегидных и карбонильных групп, а также хиноидные и лактонные структуры [77]. Графой имеет намного более однородную поверхность и почти свободен от кислородсодержащих комплексов. Более сильную адсорбцию уксусной кислоты и метилацетата на сфероне-6, чем на графоне, Райт объясняет большей полярностью поверхности сферона-6 из-за присутствия на поверхности сферона-6 кислородных комплексов. Менее полярная стеариновая кислота с большей, чем у уксусной кислоты, длиной цепи адсорбируется лучше на графоне, чем сфероне-6. В последнее время появились работы, относящиеся к изучению влияния химии поверхности активного угля ка адсорбцию органических веществ — неэлектролитов и слабых электролитов — из водных растворов. [c.50]

Изучению роли кислотности поверхности активного угля и канальной сажи при адсорбции фенола и нитробензола из водных растворов посвящена работа Коулина и Эзры [123]. В результате окисления и восстановления сорбентов они обнаружили изменение количества кислородсодержащих поверхностных групп, которое вызывало изменение адсорбционных свойств угля и сажи по отношению к фенолу и нитробензолу. В частности, адсорбционная емкость по фенолу у окисленного образца сажи была в [c.50]

Вопрос о характере функцш распределения поверхностей адсорбентов по энергиям активации активированной адсорбции экспериментально изучался Рогинским, Кейер и Манько Изучены поверхности активных углей с различными добавками по отношению к адсорбции кислорода и водорода и некоторые другие системы. [c.316]

Другим процессом с подобным механизмом является адсорбция воды микропористыми активированными углями и АУВ. Численное моделирование второго уравнения Дубинина—Серпинского (ДС-2) изотермы сорбции воды выявило точку перегиба в координатах AiA , а в области Л= 0,55 0,65, что, согласно изложенным термодинамическим соображениям и опытным данным, соответствует завершению образования статистического монослоя. Это обстоятельство, во-первых, приводит к термодинамическому обоснованию точки h= 0,6 для определения геометрической поверхности активных углей, во-вторых, открывает возможность определения для углей с любой степенью окисления поверхности. Для этого необходимо определить константы уравнения ДС-2, а затем из условия йЧп hlda — О найти а, соответствующую точке перегиба и одновременно завершению образования статистического монослоя. [c.22]

Поскольку энергия дисперсионного взаимодействия тем боль-ше, чем более многоэлектронными системами являются адсорбированные молекулы, дисперсионное взаимодействие молекул воды с углеродными структурами поверхности активных углей или с углеводородными сетчатыми структурами полимерных гидрофобных адсорбентов (полисорбов) гораздо слабее взаимодействия органических молекул, с углеродными сорбентами. Лишь незначительная часть молекул воды, контактирующих с поверхностью- активных углей (около 2-—3 %), взаимодействует с поверхностными кислородсодержащими ионогенными и другими гидрофильными функциональными группами, образуя с ними водородные связи. Поэтому гидрофобные адсорбенты наиболее эффективны при адсорбции органических веществ из водных растворов. Применение же гидрофильных адсорбентов с высокой [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология