Адсорбция активированная с взаимодействием

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]

Механизм реакции полностью не выяснен. В настоящее время экспериментально установлено, что как этилен, так и водород взаимодействуют с поверхностью никеля с выделением энергии (250 и 125 кДж/моль соответственно). Это дает право утверждать, что собственно реакции предшествует активированная адсорбция алкена и водорода на находящихся на поверхности катализатора атомах металла, в результате чего происходит ослабление п-связи в алкене и связи Н—Н в молекуле водорода, вплоть до полного разрыва. Последнее можно подтвердить тем, что в присутствии никеля в смеси газообразных водорода и дейтерия быстро наступает равновесие [c.34]

Более сложен механизм гетерогенного катализа. В этом случае существенную роль играет поглощение поверхностью катализатора реагирующих частиц. Процесс также протекает в несколько стадий. Начальными стадиями являются диффузия частиц исходных реагентов к катализатору и поглощение частиц его поверхностью (активированная адсорбция). Последний процесс вызывает сближение молекул и повышение их химической активности, прн этом под влиянием силового поля поверхностных атомов катализатора изменяется структура электронных оболочек молекул н, как следствие, понижается активационный барьер. В результате на катализаторе происходит реакция. Затем продукты взаимодействия покидают катализатор и, наконец, в результате диффузии переходят в объем. Таким образом, в гетерогенном катализе образуются промежуточные поверхностные соединения. [c.225]

АДСОРБЦИЯ — поглощение газов или растворенных веществ из раствора поверхностью твердого тела нли жидкости. А.— один из видов сорбции. Происходит под влиянием молекулярных сил поверхностного слоя адсорбента. В некоторых случаях молекулы адсорбата (вещества, которое поглощают) взаимодействуют с молекулами адсорбента и образуют с ними поверхностные химические соединения (см. Хемосорбция). При постоянной температуре физическая А. увеличивается при повышении давления или концентрации раствора. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией. А. сопровождается выделением теп 1а. При повышении температуры А. уменьшается. А. применяется в промышленности для разделения смесей газов и растворенных веществ, для осушки и очистки газов (например, воздуха в противогазах), жидкостей (этиловый спирт очищают от сивушных масел активированным углем). А. играет большую роль во многих биологических и почвенных процессах. Большое значение имеет адсорбция радиоактивных элементов стенками посуды или поверхностью других твердых тел, что приводит к трудностям во время проведения эксперимента и к радиоактивному загрязнению. [c.8]

Отмечена специфическая роль разбавителя — водяного пара при каталитическом пиролизе. Если в процессе термического пиролиза пар является только разбавителем сырья и практически не участвует в реакциях разложения исходных углеводородов, то при использовании гетерогенного катализатора (ванадат калия) степень превращения сырья (например, пропана) значительно повышается в присутствии пара [390]. Возможно, вода подвергается диссоциативной адсорбции на поверхности катализатора с последующей десорбцией активных радикалов ОН или активированным взаимодействием их с углеводородами на поверхности. Отмечена также роль водяного пара на окисленной поверхности оксидно-индиевого катализатора пиролиза, выражающаяся в дополнительной генерации активных радикалов [391]. [c.183]

Активированная адсорбция обусловлена взаимодействием адсорбата и адсорбента с образованием поверхностного соединения особого рода, характерного тем, что молекулы адсорбента, вступившие во взаимодействие с молекулами адсорбата. (адсорбтива), остаются в кристаллической решетке адсорбента. Активированная адсорбция избирательна, как правило, протекает медленно (с повышением температуры скорость адсорбции заметно возрастает), необратима и характеризуется высокой теплотой адсорбции — до нескольких сотен килоджоулей на моль адсорбата [424, с. 7]. [c.242]

Можно различить два вида адсорбции газов на твердых телах . Чаще встречается физическая, или ван-дер-ваальсовская, адсорбция, вызываемая теми же силами, которые связывают между собой молекулы веществ в твердом и жидком состояниях. Другой вид адсорбции — активированная адсорбция, или хемосорбция, является результатом более сильных взаимодействий типа химической связи между адсорбентом и адсорбированными молекулами. Физическая адсорбция характеризуется низкими энергиями активации, видимо, порядка 1 ккал/моль, в то время как активированной адсорбции, подобно другим химическим реакциям, свойственны энергии активации порядка 10—20 ккал моль. Можно ожидать поэтому, что активированная адсорбция станет более заметной при высоких температурах. [c.155]

Противоположное явление наблюдается при адсорбции на неполярных адсорбентах (активные угли, сажи). Активированный уголь независимо от природы исходного органического вещества и способа получения имеет структуру, подобную структуре графита [63, 64] углеродные атомы связаны ковалентными связями в гексагональные кольца, спаянные в плоские ячейки наподобие сот. Несколько слоев подобных ячеистых п-тгастинок, расположенных друг над другом и связанных между собой дисперсионными силами взаимодействия атомов С, лежащих в различных пластинках, составляют микрокристаллик — кристаллит. угля. [c.235]

Активированная адсорбция обусловливается взаимодействием между молекулами поглощенного вещества и поглотителя с образованием соединения особого рода. Образовавшееся соединение, не являясь химическим соединением обычного типа, называется поверхностным соединением. Это соединение характеризуется тем, что поверхностные молекулы поглотителя, вступившие в соединение с адсорбированными молекулами, остаются в кристаллической решетке поглотителя. При активированной адсорбции молекулы поглощенного вещества, вступая во взаимодействие с поглотителем, образуют на его поверхности только один слой мономолекулярная адсорбция). В некоторых отдельных случаях поглощенные молекулы могут даже и не покрывать всей поверхности поглотителя. [c.7]

Физические методы основаны а) на выделении СН4 одним глубоким охлаждением б) на промывке газа, охлажденного до низких температур, под давлением 1) или в) на адсорбции активированным углем. Химические методы — на взаимодействии ме-, тана с окислителями (водяным паром, кислородом, углекислотой). [c.400]

Физической адсорбцией называется процесс, характеризующийся слабым взаимодействием между газом и адсорбентом, а химической адсорбцией, или хемосорбцией (активированной адсорбцией), — сильное взаимодействие, типа химической реакции. [c.21]

Оба типа адсорбции связаны с реакцией между поглотителем и реагентами. Однако при активированной адсорбции взаимодействие ограничено поверхностным слоем атомов и продукты реакции удаляются нагреванием или отсасыванием. При хемосорбции образование химического соединения может не ограничиться лишь поверхностным слоем, но распространиться на более глубокие слои и тогда продукты полностью удалить нельзя. Таким образом, хемосорбция может быть причиной необратимого отравления катализаторов. [c.120]

Химическая адсорбция имеет место, когда молекулы адсорбата вступают в химическое взаимодействие с поверхностью адсорбента с образованием поверхностных химических соединений, но без образования новой объемной фазы. Она гораздо более избирательна и чувствительна к химической природе адсорбента и адсорбата, чем физическая адсорбция. Теплоты хемосорбции обычно высоки (100—200 кДж/моль). Хемосорбция нередко протекает довольно медленно, со скоростью, определяемой наличием некоторого активационного барьера, поэтому часто используют термин активированная адсорбция . При низких температурах скорость хемосорбции бывает так мала, что остается практически незаметной. Хемосорбция обычно необратима. [c.213]

Механизм отравления катализаторов специфичен для данной реакции и весьма разнообразен. В одних случаях происходит химическое взаимодействие яда с катализатором с образованием кристаллического неактивного соединения, в других — происходит активированная адсорбция яда на активных центрах катализатора, наконец, возможно механическое покрытие активных центров, экранирование их. [c.86]

Малые скорости адсорбции могут наблюдаться как результат химического взаимодействия веществ с поверхностью, если это взаимодействие протекает с заметной энергией активации. Наконец, активированная адсорбция может рассматриваться как своеобразный процесс обменного химического взаимодействия молекул,, захваченных поверхностью катализатора при его приготовлении,, с молекулами адсорбирующихся соединений. Два последних процесса справедливо называть хемосорбцией. Простейший случай — это адсорбция на однородной поверхности без диссоциации. [c.57]

Этот вид отравления наступает при химическом взаимодействии яда с катализатором с образованием каталитически неактивного соединения или в результате активированной адсорбции яда на неактивных центрах катализатора. [c.63]

Как уже отмечалось, поверхность углерода чрезвычайно неоднородна, что делает ее участки в различной степени доступными для адсорбции. Многие исследователи приходят к выводу, что при сравнительно низких температурах только небольшая часть поверхности углерода доступна хемосорбции. Хемосорбция заметно зависит от температуры, возрастая с ее увеличением. Тейлором была разработана теория активированной хемосорбции и показано, что хемосорбции, как и другим видам химических взаимодействий, присуща энергия активации. В силу того, что с ростом температуры в хемосорбцию вовлекаются все новые, менее активные участки поверх- [c.142]

Н. А. Шилов объяснял обменную адсорбцию на обеззоленном угле с совершенно иных позиций. Согласно Н. А. Шилову, при получении или активировании угля на его поверхности возникают тончайшие слои окислов, не являющиеся новой фазой и прочно связанные с кристаллической решеткой.адсорбента. Эти окислы, образующиеся на поверхности угля, полученного в одних условиях, реагируя с водой, могут давать карбоксильные группы, способные обменивать водород на катион. Иначе говоря, такой уголь будет вести себя как кислота. При получении угля в других условиях на его поверхности могут образоваться при взаимодействии с водой гидроксильные группы. Такой уголь способен обменивать гидроксил на анион, и, таким образом, он является основанием. Если получение или активирование угля проводить при промежуточном режиме, когда на его поверхности образуется примерно одинаковое число групп первого и второго типа, то уголь будет обладать амфотерными свойствами и изменения pH раствора не наблюдается. [c.153]

Вполне точно установлено, что хотя каталитическое гидрирование может протекать по многочисленным различным механизмам, при всех реакциях, вероятно, имеются следующие стадии 1) диффузия реагирующих компонентов-из основного ядра фазы к поверхности катализатора через конденсированную на поверхности или внутри пор пленку 2) адсорбция реагирующих компонентов на активных центрах поверхности катализатора 3) собственно реакция, т. е. взаимодействие адсорбированных молекул с образованием целевых продуктов 3) десорбция продуктов реакции 5) диффузия продуктов реакции через поверхностную пленку и из пор катализатора в основное ядро фазы. Реагирующие формы адсорбируются и образуют на поверхности активированные комплексы, которые в результате еще не выясненного механизма диссоциируют, вновь соединяются и рекомбинируются с образованием новых комплексов, обладающих меньшей энергией. Последние затем десорбируются с поверхности. Изучение многочисленных реакций в паровой фазе приводит к общему выводу, что суммарная скорость подобных реакций в больишнстве случаев определяется стадией химического взаимодействия адсорбированных молекул на поверхности катализатора, а не скоростями диффузии, адсорбции исходных соединений или десорбции продуктов реакции. [c.146]

Активированная адсорбция, как и хемосорбция, имеет в своей основе химический характер взаимодействия реагирующих веществ с катализатором. Глубина этого взаимодействия может меняться в широких пределах, обусловливая в отдельных случаях возникновение слишком прочных химических связей, приводящих к отравлению катализатора реагирующими веществами. [c.36]

Согласно детальным исследованиям с использованием названных методов, это взаимодействие при Т > 343 К имеет химическую природу протекает необратимая активированная адсорбция. В пользу этого говорят и результаты расчетов термодинамических (теплот адсорбции, изменения энтропии) и кинетических (энергии активации адсорбции) характеристик. [c.131]

Первичная обработка поверхности влияет на последующее активирование, а следовательно, и на прочность сцепления покрытия. Существуют два метода активирования диэлектрика физическая адсорбция ионов или коллоидных частиц активатора, которая зависит от микрошероховатости поверхности хемосорбция ионов или коллоидных частиц активатора (в этом случае прочность сцепления покрытия с диэлектриком зависит от шероховатости и сил химического взаимодействия между покрытием и диэлектриком). [c.334]

Адсорбция, не сопровождающаяся образованием химического соединения обычного типа, в свою очередь делится на адсорбцию физическую и адсорбцию активированную. Физическая адсорбция обусловливается силами взаимного притяжения молекул. Эти силы часто называют вандерваальсовыми, поэтому физическую адсорбцию называют также вандерваальсовой адсорбцией. Молекулярные силы притяжения могут удерживать на поверхности адсорбента несколько слоев молекул поглощенного вещества — полимолекулярная адсорбция. (Следует, однако, иметь в виду, что в этом случае возможно также и образование только мономолекулярного слоя таким образом, наличие мономолекулярного слоя не исключает физической адсорбции.) При физической адсорбции поглощенное вещество не взаимодействует с поглотителем процесс протекает чрезвычайно быстро, и очень часто равновесие между фазами, участвующими в процессе адсорбции, устанавливается практически мгновенно. Адсорбция — процесс экзотермический. Выделяющееся при этом тепло называется теплотой адсорбции. Теплота физической адсорбции сравиительно невелика (ориентировочно от нескольких килоджоулей до нескольких десятков килоджоулей на моль поглощенного вещества) и [c.6]

Когда газ проникает внутрь твердого тела, могут наблюдаться два различных процесса газ просто растворяется в этом теле, образуя твердый раствор, или вступает с ним в химическое взаимодействие. Когда газ уплотняется на поверхности твердого тела, можно констатировать или слабое взаимодействие между газом и твердым телом, аналогичное явлению конденсации, или сильное взаимодействие типа химической реакции. Первое явление называется физической адсорбцией, второе — химической, или активированной, адсорбцией — хемосорбцией. Пример хемосорбции — адсорбция кислорода на поверхности металлов. Часто физическую адсорбцию называют ван-дер-ваальсовой (силы, обусловливающие физическую адсорбцию, открыл Ван-дер-Ваальс). [c.164]

Подбор адсорбента. На тех адсорбентах, где имеет место иеснеци-фическая физическая адсорбция (активированные угли), однократный фактор разделения смеси проиан-пронилен незначителен ( — 1,1, т. е. весьма близок к относительной летучесга в системе жидкость—пар для рассматриваемой смеси). Поэтому разделение монгет оказаться удовлетворитель-1НЛМ только на сорбентах ионной природы, где используется взаимодействие двойной связи молекулы с ионами решетки адсорбента. [c.231]

Наибольшую способность к адсорбции активированным углеы по-казалн аронатичесЕше вещества. Это объясняется ах относительно низкой растворимостью в водных растворах и взаимодействием с поверхностью угля. Установлено, что функциональные группы в соединении оказывают значительное воздействие на его адсорбируемость, так как они взаимосвязаны с растворимостью и полярностью. Для со- единений с прямой цепью, содержащих менее четырех атомов углеро- [c.5]

Как показали работы М. М. Дубинина и его сотрудников [60, 61 ], при физической адсорбции на поверхности полярных адсорбентов, к которым относятся природные отбеливающие земли, силикагель, синтетические алюмосиликаты, активированная окись алюминия и др., основную роль играют ориентационное и индукционное взаимодействия. Молекулы этих адсорбентов, состоят в основном из окислов кремния и алюминия с включением конституционной и кристаллизационной воды, а в природных адсорбентах также из окислов других металлов. Структурные решетки этих адсорбентов образованы ионами , А " ", Мд " , 0 , ОН или комплексами (310 ) , (А1О4) и т. д. Ионы, лежащие на поверхности адсорбента, хотя в химическом отношении и уравновешены связанными с ними ионами противоположного заряда, находящимися в массе адсорбента, обладают электростатическими зарядами, силовые поля которых лишь частично скомпенсированы внутренними ионами. Нескомпенсированные силовые поля по- [c.234]

Активированная адсорбция, или хемосорбция, имеет большое значение при высоких температурах. В этом случае силы притяжения молекул газа к поверхности адсорбента являются силами химическими, аналогичными силам валентности. На это указывает высокое значение теплоты адсорбции—от 20 до 100 ккал1моль. Связи, возникающие между поверхностью и молекулами газа, столь же сильны, как связи в молекулах стойких химических соединений. Энергия активации имеет в этом случае значительно большую величину (5—20 ккал1моль), в связи с чем скорость хемосорбции в тех же самых условиях значительно меньше скорости адсорбции по Ван-дер-Ваальсу. Хемосорбция происходит только тогда, когда возможно химическое взаимодействие газа с поверхностью часто она бывает необратима. [c.49]

Поверхностные взаимодействия. Способность углеродных материалов адсорбировать на своей поверхности различные вещества из паров и растворов достаточно полно изучена на различных активированных углях. Менее полно изучен процесс адсорбции на графитах. Оценка результатов адсорбции бутилового спирта на поверхности графита показывает, что снижение поверхностной энергии в результате адсорбции может составить несколько микроджоулей на квадратный [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология