Адсорбенты пористые и непористые

Адсорбция на пористых адсорбентах — процесс более сложный по сравнению с адсорбцией непористыми телами. В порах твердого тела возможна конденсация паров при давлениях меньших, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью р. . Этот процесс, получивший название капиллярной конденсации, объясняется известной зависимостью упругости насыщенного пара от кривизны поверхности жидкости (Кельвин) [c.43]

В первой части этого курса были рассмотрены различные по химической природе и геометрической структуре адсорбенты, применяемые в молекулярной газовой и жидкостной хроматографии от одноатомного адсорбента с однородной плоской поверхностью графитированная термическая сажа) до непористых и микропористых солей, кристаллических микропористых и аморфных оксидов (на примере кремнезема) и органических пористых полимеров, а также способы адсорбционного и химического модифицирования адсорбентов. При этом были рассмотрены химия поверхности и адсорбционные свойства этих адсорбентов — поверхностные химические реакции, газовая хроматография, изотермы и теплоты адсорбции и происходящие при модифицировании поверхности и адсорбции изменения в ИК спектрах. Уже из этой описательной части курса видно, что свойства системы газ — адсорбент в сильной степени зависят как от химии поверхности и структуры адсорбента, так и от природы и строения адсорбируемых молекул, а также от их концентрации и температуры системы. Приведенные экспериментальные данные позволили рассмотреть и классифицировать проявле- [c.126]

Адсорбция паров на пористых адсорбентах, удельная поверхность которых достигает сотен тысяч квадратных метров, имеет более сложный характер по сравнению с адсорбцией на непористых телах такой же химической природы. Как правило, она сопровождается капиллярной конденсацией — конденсацией пара в порах прн давлениях (р), меньших, чем давление насыщенного пара адсорбтива над плоской поверхностью (р . [c.32]

В настоящее время применяются разнообразные неорганические адсорбенты как немодифицированные, так и с химически или адсорбционно модифицированной органическими веществами по-верхностью, а также чисто органические адсорбенты — пористые полимеры. Геометрическую структуру адсорбентов можно изменять в очень широких пределах —от непористых адсорбентов с удельной поверхностью s порядка 1—10 и макропористых с s порядка 10—100 м /г и размерами пор d>100 нм, до микропористых с S 1000 м /г и d< 10 нм. [c.14]

Адсорбция на пористых адсорбентах - процесс более сложный по сравнению с адсорбцией непористыми телами. В порах твердого тела возможна конденсация паров при давлениях меньших, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью. Этот процесс получил название капиллярной конденсации. [c.18]

Наконец, С. Брунауэр, П. Эммет и Э. Теллер отказались от второго допущения Ир. Ленгмюра, приводящего к мономолекулярной адсорбции. Для случая, когда адсорбтив находится при температуре ниже критической, т. е. в парообразном состоянии, эти авторы разработали теорию полимолекулярной адсорбции, имеющую большое практическое значение. С. Брунауэр проанализировал многочисленные реальные изотермы адсорбции и предложил их классификацию. Согласно этой классификации можно выделить пять основных типов изотерм адсорбции, изображенных на рисунке 50. Изотерма типа I отражает мономолекулярную адсорбцию (например, адсорбция, описываемая уравнением Ленгмюра). Изотермы типа II и III обычно связывают с образованием при адсорбции многих слоев, т. е. с полн-молекулярной адсорбцией. Различия мелсду этими изотермами обусловлены различным соотношением энергии взаимодействия адсорбат — адсорбент и адсорбат — адсорбат. Изотермы типа IV и V отличаются от изотерм II и III тем, что в первых случаях адсорбция возрастает бесконечно при приближении давления пара к давлению насыщения, а в других случаях имеет место конечная адсорбция при давлении насыщения. Изотермы типа II и III обычно характерны для адсорбции на непористом адсорбенте, а типа IV и V — на пористом твердом теле. Все пять типов изотерм адсорбции описываются теорией полимолекуляр ной адсорбции БЭТ , названной так по начальным буквам фамилий ее авторов (Брунауэр, Эммет, Теллер). [c.221]

Одна из важнейших характеристик адсорбентов — пористость. Объемной пористостью называют отношение суммарного объема пор к общему объему дисперсной системы. Необходимо подчеркнуть, что понятие пористости, широко используемое для характеристики и классификации адсорбентов, имеет различный смысл в зависимости от применения его к отдельным частицам (зернам) адсорбента или же к образованной этими частицами структуре. Так, непористые (сплошные) частицы даже при плотнейшей их упаковке, образуют пористую структуру — порошковую диафрагму, — поры которой являются промежутками между зернами. В зависимости от размера частиц эти структуры могут быть мак-ро- или микропористыми. [c.165]

Необходимо подчеркнуть, что масс-спектрометрический метод с ионизацией газов электронным ударом (в том или ином варианте) может быть с успехом применен без каких-либо ограничений к любой системе адсорбент (твердое тело) — адсорбат (газ, пар, жидкость, смеси этих веществ) в очень широком интервале температур и давлений. В качестве адсорбентов могут использоваться металлы, полупроводники, диэлектрики, кристаллические и аморфные вещества, дисперсные, пористые, непористые и другие твердые тела. Некоторые примеры, показывающие возможности данного метода при исследовании поверхности твердого тела, можно найти в [4—7]. [c.49]

Г. В. Цицишвили. Характеристика пористости и поверхности микрО мезопористых адсорбентов, имеющих непористые аналоги, может быть получена на основании методов, развиваемых академиком Дубининым. Представляет, однако, немалый интерес получить хотя бы приближенные данные о пористости и поверхности адсорбентов, имеющих как микро-, так и мезопоры, но не имеющих непористых аналогов. Во многих случаях для таких адсорбентов получают характеристики на основании подходов, которые не могут быть оправданы. [c.140]

Как было отмечено в дискуссии, важную роль при описании адсорбции должна играть термодинамика малых систем. Этот теоретический подход в настоящее время используется явно недостаточно, особенно в случае пористых адсорбентов твердые непористые адсорбенты также имеют на поверхности относительно небольшие области, отделенные друг от друга ступенями роста, ребрами и другими линейными дефектами. Наличие указанных областей приводит к тому, что мономолекулярный адсорбционный слой на твердом адсорбенте с так называемой однородной поверхностью может представлять набор малых систем, к которым неприменимо понятие термодинамического предела. Это существенно меняет наше представление о поверхностных фазах, об их термодинамике и статистике. Поэтому нужно согласиться с тем, что ближе всего к идеально однородной поверхности находится поверхность жидкости. [c.32]

Сущность и особенности физико-химических процессов распределений в газо-адсорбционной хроматографии. Непористые и пористые адсорбентьь применяемые в газовой хроматографии. Роль геометрической структуры адсорбента. Молекулярные сита. Неспецифические и специфические адсорбенты разных типов, роль химической природы поверхности адсорбента. Пористые полимеры. Вредное влияние неоднородности поверхности твердого тела и способы его ослабления. Способы улучщения разделения и достижения большей симметрии пика. Непористые адсорбенты. Пористые и макропористые адсорбенты, соотношение между удельной поверхностью и размерами пор. Химическое и адсорбционное модифицирование поверхности адсорбентов. Выбор оптимальной геометрической структуры и химии поверхности для разделения конкретных смесей. [c.297]

В газо-адсорбционной хроматографии в качестве поглотителей применяют различные адсорбенты — высокодисперсные искусственные или природные тела с большой наружной (непористые) или внутренней (пористые) поверхностью, поглощающей газы и пары. Газ или пар. удерживаемый поверхностью твердого адсорбента, принято называть адсорбатом. Молекулы, извлекаемые из газовой фазы, или проникают внутрь адсорбента, или же остаются снаружи и удерживаются на его поверхности. Первое явление называется абсорбцией, второе — адсорбцией. Не всегда легко установить, находится ли газ внутри адсорбента или на его поверхности. Принято считать, что до тех пор, пока молекулы адсорбируемого газа не проникают в силовое поле, существующее между атомами, ионами или молекулами внутри твердого тела, газ находится на поверхности адсорбента. [c.163]

В газо-адсорбционной хроматографии (ГАХ) в качестве поглотителей используют такие адсорбенты, как пористые кристаллы — цеолиты, ряд тонкопористых аморфных адсорбентов (силикагели, алюмогели, активные угли и полимеры). Типы сорбентов, используемых в ГАХ 1) непористые адсорбенты 2) однороднопористые адсорбенты (размеры всех пор близки) 3) тонкопористые адсорбенты (размер пор меньше 0,5 нм) 4) неоднородно-пористые адсорбенты. [c.234]

В первой части описывается химия поверхности и адсорбционные свойства основных неорганических и органических адсорбентов (от таких одноатомных непористых и однородных, как графитированные сажи, до пористых органических полимеров), адсорбционное и химическое модифицирование поверхности адсорбентов, спектроскопическое исследование поверхностных соединений и адсорбционных комплексов. В этой части устанавливается качественная связь структуры молекул с адсорбционными свойствами, ярко проявляющаяся в хроматографии. [c.3]

В лекции 1 был описан непористый неспецифический адсорбент— графитированная термическая сажа, важный для газовой хроматографии веществ, различающихся по геометрии молекул, в частности, структурных изомеров. Однако гранулы из частиц этого адсорбента непрочны, так что проницаемость колонны при большом перепаде давления газа-носителя может изменяться во времени. Кроме того, энергия неспецифического межмолекулярного взаимодействия молекул с ГТС из-за высокой концентрации атомов (углерода в графитовых слоях настолько велика, что для разделения, например, изомерных терфенилов (см. табл. 1.3), надо повышать температуру колонны с ГТС до 350°С и выше. Вместе с тем, будучи хорошим адсорбентом для разделения молекул с различной геометрической структурой, ГТС менее чувствительна к различиям электронной конфигурации молекул, наличию в них электрических и квадрупольных моментов. Гранулы специфических адсорбентов, состоящих из кристаллов солей, обладающих высокой селективностью по отношению к молекулам, различающимся по электронной конфигурации (см. рис. 2.1), также часто механически непрочны. Гранулы же силикагелей, силохромов и пористых стекол достаточно прочны, но это аморфные адсорбенты, и их поверхность в той или иной степени геометрически и химически неоднородна (см. рис. 3.3, 3.7 и 3.12). Кроме того, промышленные образцы этих адсорбентов часто содержат примеси, образующие при дегидратации поверхности сильные электроноакцепторные центры (см. раздел 3.12). [c.75]

Поры тонкопористых адсорбентов заполняются молекулами сильно адсорбирующихся веществ уже в области малых относительных давлении паров, так что адсорбция достигает предела. Это выражено особенно ярко в случае адсорбции пористыми кристаллами цеолитов (см. рис. XIX, 2), В случае же крупнопористых адсорбентов на поверхности пор, за исключением мест их сужений, адсорбция в области малых значений р1р происходит подобно адсорбции на непористых телах той же химической природы. Поэтому на стенках широких пор в области больших. значений р/р образуются, как и на поверхности непористых адсорбентов, полимолекулярные слои. Мы вргдели (см. рис. XVI, 8), что теплота адсорбции при образовании таких полимолекулярпых слоев близка к теплоте конденсации. Поэтому свойства адсорбата в этом случае действительно близки к свойствам жидкости. Чтобы выяснить возможность конденсации пара на поверхности жидкой пленки адсорбата в порах, весьма важно найти зависимость давления пара от кривизны поверхносги жидкости. [c.521]

В связи с этим иногда высказывают мнение, что определение удельной поверхности возможно только для непористых веществ. Однако исследования влияния структуры пор адсорбентов на их адсорбционные свойства позволили устранить в значительной мере помехи по определению удельной поверхности, вносимые пористой структурой. [c.122]

Зная предельно-адсорбированное количество вещества а , можно рассчитать удельную поверхность непористых адсорбентов 5 и предельно-адсорбционный объем пористых адсорбе тов S = a .o) = [c.79]

Если пористый адсорбент наряду с крупными порами пме-ет микропоры, то заполнение таких пор с ростом С/С5 растет быстрее, чем на непористых или широкопористых адсорбентах. В этом случае общий объем адсорбированного вещества может быть представлен в виде суммы объемов вещества, адсорбированного в микропорах У] на поверхности более н)иро-кнх пор Уг [c.80]

Пористую структуру адсорбентов, применяемых для адсорбции из растворов, целесообразно характеризовать по величинам предельной адсорбции растворенных веществ. Для характеристики удельной поверхности непористых адсорбентов или пре-дельно-адсорбционного объема пористых адсорбентов необходимо определить предельно адсорбированное количество вещества а о, которое соответствует относительной равновесной концентрации С/С = 1 (С — равновесная концентрация Сз — растворимость). Одним из методов вычисления а о является графический, позволяющий оценить величину Оос. Метод основан на использовании уравнений теории объемного заполнения микропор. [c.76]

Кроме того, в ГАХ используют в качестве адсорбентов пористые стекла, получаемые измельчением натрийборсиликатного стекла, с удельной поверхностью Ю —5-10 м /кг, аэросилы (синтетический непористый высокодисперсный диоксид кремния с удельной поверхностью, достигающей сотен м /кг), каолин, пемзу, кварц и другие природные минералы. [c.235]

Вид (пористал/непористая) и площадь поверхности (м /г) адсорбента определяют его свойства. Полезные материалы имеют хорошо развитую площадь поверх1юсти (около 100м /г и более) с порами контролируемого размера. Ве- [c.227]

Ширина линий спектра ЯМР высокого разрешения адсорбированных молекул сильно зависит также от структурных характеристик адсорбента (пористости, размера частиц, насыпного веса). Ширина линий спектра ЯМР молекул, адсорбированных на кремнеземах, полученных осаждением (типа силикагеля) и имеющих плотную упаковку частиц, гораздо больше ширины линий молекул, адсорбированных на кремнеземах, полученных гидролизом 51С14 в пламени (аэросилы) и имеющих рыхлую упаковку непористых частиц. [c.23]

А. П. Артемьянов (Институт химии ДВО АН СССР, Владивосток). Ранее была показана принципиальная возможность управления адсорбционно-десорбционными процессами посредством электрохимической поляризации углеродных электродов. В качестве адсорбентов использовались непористый графит и стеклоуглерод. С практической точки зрения углеродный адсорбент для электросорбции должен обладать большим диапазоном электрохимической поляризации и достаточно развитой удельной поверхностью. Увеличение удельной поверхности углеродных адсорбентов сопровождается уменьшением радиуса пор. Однако уменьшение радиуса пор неизбежно приводит к росту омического и диффузионного сопротивлений массопереноса при поляризации и, как следствие, к использованию в электросорбции не всей внутренней поверхности. Поэтому для оптимального применения пористых углеродных адсорбентов необходимо знать, насколько полно участвует их внутренняя поверхность в электросорбции. Для образцов разной пористой структуры методом потенциодинамических импульсов мы оценивали долю внутренней поверхности, участвующей в электрохимическом процессе. [c.98]

ИЗ изотермы абсолютных величин адсорбции, полученной для непористого или очень крупнопористого адсорбента той же природы. Получив серию значений и и г, строят структурную кривую адсорбента—зависимость а от г. Находя производную dv/dr, получают кр[11 ую распределения объема пор адсорбента по значениям (ффективиых радиусов (зависимость ди/дг от г), позволяющую судить о характере пористости адсорбента. На рис. XIX, 8 показаны структурная кривая и кривая распределения объема пор по [c.527]

От порозности слоя адсорбента зависит гидравлическое сопротивление, возникающее при движении потока разделяемого продукта. Пористость частиц или гранул адсорбента в значительной мере влияет на его активность чем больще пористость, тем больше удельная поверхность частиц или гранул адсорбента (в м /г), тем при прочих равных условиях больше адсорбционная актив- ость адсорбента, характеризуемая количеством поглощенного вещества. Удельная поверхность адсорбента зарисит от природы адсорбента и составляет для пористых адсорбентов (силикагелей, алюмогелей) — около 1000 мУг для непористых мелкокристаллических адсорбентов — от 1 до 500 м /г. Адсорбционная активность щеолитов зависит от диаметра тор и размера адсорбируемых молекул. Большое значение имеет и гранулометрический состав адсорбента, характеризуемый содержанием фракций, задерживаемых ситами определенных размеров, а также прочность адсорбента при статических или динамических нагрузках. [c.238]

Различные виды кремнеземных адсорбентов кристаллический тонкопористый силикалит, аморфные непористые (аэросилы) и пористые кремнеземы (оилохромы, силикагели, пористые стекла). Регулирование размеров пор от нанометров до микронов. Инфракрасный спектр поглощения кремнезема и его изменение при дегидратации, дегидроксилировании и дейтерообмене. Особенности адсорбции воды. Адсорбция и хроматография паров органических веществ на чистом и содержащем примеси кремнеземе. [c.47]

Адсорбция полимеров на неиористых и особенно на пористых адсорбентах происходит медленно. Время достижения адсорбционного равновесия быстро растет с увеличением молекулярной массы. Скорость адсорбции полимеров на поверхности непористого адсорбента определяется скоростью достижения макромолекулами поверхности и скоростью их распределения на поверхности. Скорость диффузии макромолекул к поверхности зависит от концентрации макромолекул в растворе, от природы растворителя и его вязкости, а следовательно, и от температуры. Распределение макромолекул на поверхности связано с доступностью для адсорбции макромолекул площади поверхности, т. е. с рельефом и химией поверхности адсорбента и степенью ее заполнения макромолекулами. Все это определяется природой и возможными конформациями макромолекул, их межмолекулярным взаимодействием с адсорбентом, с растворителем и друг с другом. [c.335]

Для нахождения величины Sq, авторы предложили способ, называемый абсолютным методом Харкинса и Юра. Этот метол позволяет совершенно строго определить поверхность непористых адсорбентов или внешнюю поверхность — в случае пористых. Адсорбент, предварительно насыщенный парами адсорбата (например, Н2О) погружают в жидкий адсорбат в калориметре. По теплоте AQ, выделяющейся вследствие исчезновения границы ЖГ (на 1 г адсорбента), находят удельную поверхность Sq [c.158]

Все адсорбенты по характеру пористости подразделены А. В. Киселевым на четыре типа [4] непористые, однороднокрупнопористые, однородно-мелкопористые и неоднородно-пористые. Только непористые и однородно-крупнопористые адсорбенты могут быть достаточ но полно охарактеризованы удель--пой поверхностью и только для них могут быть вычислены абсолютные изотермы адсорбции, где величина адсорбции отнесена к единице поверхности (например, выражена в ммоль/м ). [c.75]

Для определения поверхности и пористости адсорбентов при использовании адсорбции нз растворов необходимо выполнить несколько важнейших требований [13, 14]. Адсорбируемое вещество должно обладать высокой избирательностью адсорбции, обеспечивающей однокомпонентность адсорбционного слоя при насыщении адсорбента. Прежде всего, площадь поверхности непористого адсорбента, приходящаяся на одну молекулу адсорбированного вещества при С/С , должна быть равна ваи-дер-ваальсовой площади проекции адсорбированной молекулы па плоскость границы раздела фаз адсорбент — вода. Такую площадь проекции молекулы рассчитывают для наиболее вероятной орнептацни ее на границе раздела углеродная поверхность — вода, отвечающей максимальной интенсивности дисперсионного взаимодействия с атомами поверхности и сохранению существующих Н-связей между функциональными полярными группами органических молекул и молекул воды. [c.80]

Независимо от химической природы адсорбенты разделяются на пористые и непористые. Пористые адсорбенты содержат поры различной разновидности, и их рассматривают как дисперсные системы, в которых дисперсионной средой является твердое тело [2, 3]. При непористых, макропористых и переходнопористых адсорбентах процесс адсорбции паров происходит с образованием последовательных адсорбционных слоев. Поэтому величина поверхности таких пор имеет четкий физический смысл. [c.171]