Внутренняя поверхность - адсорбент
Cтраница 1
 |
Селективность адсорбции. [1] |
Внутренняя поверхность адсорбента обычно несоразмерно велика по сравнению с внешней его поверхностью, так что небольшие изменения последней не оказывают влияния на общую поверхность и, следовательно, активность данного адсорбента. [2]
Макропоры с эффективными размерами более 2 - 10 - 7 м, несмотря на значительный удельный объем ( от 0 2 - 10 - 3 до 0 8Х X Ю-3 м3 / кг) имеют сравнительно небольшую удельную поверхность ( 0 5 ч - 2) 103 м2 / кг, вкладом которой в общую внутреннюю поверхность адсорбента обычно можно пренебречь. Макропоры играют роль крупных внутренних транспортных артерий. [3]
Способ разделения газов с использованием псевдоожиженного слоя угля предъявляет жесткие требования к прочности адсорбента. Кипящий слой твердых частиц имеет такие неоспоримые преимущества, как высокие коэффициенты массо - и теплопередачи, большая степень использования внутренней поверхности адсорбента и более высокая линейная скорость паров в свободном сечении аппарата, что сокращает количество поглотителя и уменьшает размеры адсорбера, но непрерывное перемешивание твердых частиц внутри слоя должно дополнительно истирать их. [4]
Действительно, совершенно очевидно, что посадочная площадка для молекулы какого-либо газа или полимерного сегмента будет различна. Внутренние поверхности адсорбентов, которые имеют достаточно большие размеры в случае некоторых пористых сорбентов, могут быть вполне доступными для молекул газов и не быть доступными для полимерных молекул. При этом в зависимости от молекулярно-весового распределения внутренние поверхности могут быть доступны для фракций одного молекулярного веса и недоступны для других. [5]
Использование угольных поглотителей для улавливания серни-стого ангидрида из отходящих газов привлекает внимание исследо-вателей в связи с высокой адсорбционной активностью, доступностью и сравнительно низкой стоимостью таких адсорбентов. При удалении двуокиси серы по этому методу адсорбент при температуре 40 - 150 С приводится в контакт с отходящим газом. При этом сернистый ангидрид вначале адсорбционно связывается на внутренней поверхности адсорбента. [6]
Как видно из таблицы, результаты получаются мало удовлетворительные вследствие неодинаковой адсорбируемости различных растворенных веществ. Высокие значения адсорбции для ацетона показывают, что он адсорбируется, невидимому, не только внешней поверхностью угля, но и проникает внутрь его пор, поэтому само понятие об адсорбирующей поверхности оказывается не вполне точным. Во всяком случае следует считаться с участием не только внешней, но и внутренней поверхности адсорбента. Отсюда следует, что не вся поверхность адсорбента доступна для различных адсорбируемых веществ и адсорбция носит ясно выраженный специфический характер. [7]
Как видно из таблицы, результаты получаются мало удовлетворительные вследствие неодинаковой адсорбируемости различных растворенных веществ. Высокие значения адсорбции для ацетона показывают, что он адсорбируется, повидимому, не только внешней поверхностью угля, но и проникает внутрь его пор, поэтому само понятие об адсорбирующей поверхности оказывается не вполне точным. Во всяком случае следует считаться с участием не только внешней, но и внутренней поверхности адсорбента. Отсюда следует, что не вся поверхность адсорбента доступна для различных адсорбируемых веществ и адсорбция носит ясно выраженный специфический характер. [8]
 |
Значения г0 и П для полистирола. [9] |
При исследовании адсорбции полимеров пористыми адсорбентами геометрический фактор приобретает еще большее значение. В работах Румбаха и Энкеля [4], Кольтгофа и Ульмана с сотрудниками [5, 6] было найдено, что многие обычно активные адсорбенты, как например пористый алюмогель, активированный уголь, адсорбируют полимеры меньше, чем такие грубодисперсные тела, как песок, порошки стекла и металлы. Нами [7, 8] было также обнаружено, что макромолекулы поли-диметилсилоксана и полистирола лишь незначительно адсорбируются окисью алюминия и осиликагелями с преобладающими поперечниками пор порядка 60 - 100 А. На основании этих работ видно, что доступность внутренней поверхности адсорбента, образованной системой сообщающихся пор и каналов, зависит от размеров и формы макромолекул. [10]
В модели, которую рассмотрели Портер и Томпкинс [89], учитывается активированная миграция адсорбированных частиц. Эти авторы показали, что при хемосорбции водорода и окиси углерода на железных пленках, приготовленных путем напыления, полученные данные свидетельствуют о быстрой адсорбции до полного насыщения на местах с низкими значениями % ( 5-места), за которой следует активированная миграция адсорбированных частиц с этих мест на другие места ( Л - места), куда частицы не могут попасть непосредственно из газовой фазы. Принимая во внимание другие данные, они пришли к выводу, что Л - места находятся также на поверхности, но энергия активации процесса заполнения этих мест из газовой фазы намного превышает энергию активации миграции с 5-мест. Их модель сохраняет свое значение и в том случае, если принять, что Л - места находятся на внутренних поверхностях адсорбента. [11]
Не всегда легко установить, находится ли газ внутри адсорбента или же удерживается только на его поверхности. Большинство адсорбентов представляют собой высокопористые тела с исключительно большой внутренней поверхностью. Внешняя поверхность, даже измеренная при помощи лучших микроскопов, составляет лишь небольшую часть громадной общей поверхности. Однако до тех пор, пока молекулы газа не проникают в силовое поле, существующее между атомами, ионами или молекулами внутри твердого тела, мы считаем газ находящимся снаружи даже в том случае, если он адсорбирован на внутренней поверхности адсорбента. [12]
Не всегда легко установить, находится ли газ внутри адсорбента или же удерживается только на его поверхности. Большинство адсорбентов представляют собой высокопористые тела с исключительно большой внутренней поверхностью. Внешняя поверхность, даже измеренная при помощи лучших микроскопов, составляет лишь небольшую часть громадной общей поверхности. Однако до тех пор, пока молекулы газа не проникают в силовое поле, существующее между атомами, ионами или молекулами внутри твердого тела, мы считаем газ находящимся снаружи даже в том случае, если он адсорбирован на внутренней поверхности адсорбента. [13]
При неспецкфической адсорбции эта химическая полярность отсутствует. Химическое сродство между адсорбентом и адсорб-тивом часто трудно распознать; поглощение посторонних веществ, например газов или паров, на адсорбентах с большой поверхностью происходит таким образом, что вначале имеет место неполное заполнение, но постепенно плотность адсорбата возрастает и наконец образуется более или менее законченная мономолекулярная поверхностная пленка. По общепринятым представлениям такие дефекты решетки ( Френкель, Шоттки), как углы и края, в адсорбенте представляют собой места наиболее ярко выраженной связи. В этих местах начинает происходить адсорбция за счет остаточных валентностей. Если поглощение вещества продолжать при повышении его концентрации или понижении температуры, то образуются последующие слои адсорбата. В случае хорошо адсорбирующегося вещества, представляющего собой пары легко конденсирующейся жидкости, адсорбционная связь может перейти в так называемую капиллярную конденсацию: при дальнейшем поглощении и повышающемся давлении насыщенного пара имеет место постепенное заполнение пор адсорбента ожиженным паром как в узких, так и в широких порах. Очевидно, что при образовании мономолекулярной пленки адсорбционная способность для данной поверхности адсорбента определяется размерами адсорбируемой молекулы, в то время как при капиллярной конденсации поглотительная способность адсорбента ( адсорбционная емкость) ограничивается объемом молекул адсорбируемого вещества. Следует добавить, что при таком виде адсорбции не имеет места ориентировка вещества на внешней или внутренней поверхности адсорбента, причем проявляется межмолекулярное взаимодействие также и между молекулами адсорбата. [14]
Страницы: 1