Активная поверхность - адсорбент
Cтраница 2
При продвижении исходной смеси через определенный слой адсорбента рассмотренный выше процесс протекает послойно в направлении движения исходной разделяемой смеси. Адсорбционное разделение в данном слое адсорбента будет завершено, когда в потоке, выходящем из слоя адсорбента, появится компонент, подлежащий извлечению из исходной смеси, т.е. когда в соответствии с состоянием равновесия активная поверхность адсорбента заполнится извлекаемым компонентом и произойдет проскок этого компонента с уходящим потоком. [16]
Адсорбенты, применяемые при регенерации. Действие адсорбентов основано на их способности поглощать на своей поверхности содержащиеся в отработавшем масле продукты его старения. Активной поверхностью адсорбентов служит в основном внутренняя поверхность огромного количества пронизывающих их капилляров. Вследствие этого адсорбенты обладают весьма большой удельной поверхностью. Эффективность адсорбции зависит от соотношения между размерами пор адсорбентов и величиной адсорбируемых молекул. Крупнопористые и мелкопористые адсорбенты при прочих равных условиях одинаково поглощают низкомолекулярные соединения и по-разному высокомолекулярные вещества. Для восстановления трансформаторных масел, продукты старения которых являются относительно высокомолекулярными соединениями, следует применять только крупнопористые сорбенты. Для осушки масла и газов применяются мелкопористые адсорбенты. [17]
Особое значение имеют полярные адсорбенты. Очевидно, что их сродство к соответствующему адсорбируемому веществу возрастает с ростом полярности последнего. Поэтому особенно прочно адсорбируется вода, и активная поверхность адсорбента становится тем менее склонной к адсорбции других, менее полярных веществ, чем большая часть ее покрыта молекулами воды. Кроме того, окись алюминия выпускается различной и по своему рН: нейтральная, кислая и щелочная. [18]
Приведенная кривая отражает тот факт, что наибольшее снижение активности адсорбента наблюдается после первой регенерации. В дальнейшем активность снижается постепенно и в меньшей степени. Такой характер зависимости объясняется тем, что часть активной поверхности адсорбента остается занятой адсорбированными компонентами и в дальнейшем исключается из участия в процессе адсорбции. [19]
Особое значение имеют полярные адсорбенты. Их сродство к соответствующему адсорбируемому веществу возрастает с ростом полярности последнего. Поэтому особенно прочно адсорбируется вода; при этом склонность активной поверхности адсорбента к адсорбции других ( менее полярных) веществ уменьшается, по мере того как большая часть поверхности покрывается молекулами воды. [20]
При большей продолжительности и более высокой температуре прокаливания площадь активной поверхности адсорбента уменьшается главным образом вследствие спекания. [21]
Особое значение имеют полярные адсорбенты. Очевидно, их Сродство к соответствующему адсорбируемому веществу возраста - Лт с ростом полярности последнего. Поэтому особенно прочно ад-з Сорбируется вода; при этом склонность активной поверхности адсорбента к адсорбции других, менее полярных веществ уменьшает-т я по мере того, как большая часть поверхности покрывается молекулами воды. Кроме того, выпускаемая Фкись алюминия может быть кислой, нейтральной и щелочной. Адсорбируемость органических веществ обусловливается поми - Мо полярности молекул также их размерами и поляризуемостью. [22]
Разделительная способность колонки зависит также от размеров отдельных частиц адсорбента. Обычно применяют активированный уголь с размером частиц 0 2 - 0 8 мм. Увеличение размеров частиц снижает разделительную способность колонки, так как при этом уменьшается суммарная активная поверхность адсорбента. Использование адсорбента с размером частиц меньше 0 2 мм не улучшает процесс разделения, а вызывает излишнее сопротивление колонки, которое в свою очередь ограничивает ее длину. Положительно на эффект разделения влияет однородность фракционного состава адсорбента. В колонках небольшого диаметра ( 3 - 5 мм) обычно применяют фракции угля 0 25 - 0 5 или 0 6 - 0 8 мм. К числу распространенных адсорбентов относятся сили-кагели, которые применяются в основном для разделения легких углеводородных газов, при этом непредельные углеводороды десорби-руются, как правило, позднее предельных. Силикагели различают по размеру пор: крупнозернистые - ШСК, МСК, КСК с удельной поверхностью 210 - 350 м / г и диаметром пор 12 - 15 нм, мелкопористые КСМ и ШСМ с удельной поверхностью 700 - 900 м / г и диаметром пор 1 - 2 нм и др. С уменьшением диаметра пор и увеличением удельной поверхности силикагелей разделение компонентов улучшается. [23]
 |
Хроматограмма смеси углеводородов при 228 С на колонке с активированным углем СКТ. длина 2 м. йвн 5 мм. газ-носитель - гелий с расходом 60 / мин. [24] |
Разделительная способность колонки зависит от размеров отдельных частиц адсорбента. Обычно применяется активированный уголь с размером частиц в пределах 0 2 - 0 8 мм. Увеличение размеров частиц снижает разделительную способность колонки, так как при этом уменьшается суммарная активная поверхность адсорбента. Использование адсорбента с размерами частиц меньше 0 2 мм не улучшает процесс разделения, но вызывает излишнее сопротивление колонки, которое в свою очередь ограничивает длину колонки. [25]
Газоадсорбционная хроматография основана на различной склонности компонентов газовой смеси к физической адсорбции на данном адсорбенте. Во время перемещения анализируемого газа вдоль неподвижного слоя адсорбента беспорядочно движущиеся частички газовой смеси как бы прилипают к активной поверхности твердого тела, а затем отделяются, улетают в окружающее пространство и снова возвращаются к поверхности адсорбента. С повышением температуры скорость движения частичек газа увеличивается, а адсорбция уменьшается, так как при этом частички газа легко отделяются от поверхности твердого вещества и диффундируют в газовую фазу. Наоборот, с увеличением давления адсорбция усиливается, так как частички газа находятся ближе к активной поверхности адсорбента и чаще ее бомбардируют. [26]
Газоадсорбционная хроматография основана на различной склонности компонентов газовой смеси к адсорбции на данном адсорбенте. Во время перемещения анализируемого газа вдоль неподвижного слоя адсорбента беспорядочно движущиеся частицы газовой смеси как бы прилипают к активной поверхности твердого тела, а затем отделяются, улетают в окружающее пространство и снова возвращаются к поверхности адсорбента. С повышением температуры скорость движения частиц газа увеличивается, а адсорбция замедляется, так как при этом частицы газа легко отделяются от поверхности твердого вещества и диффундируют в газовую фазу. Наоборот, с увеличением давления адсорбция усиливается, так как частицы газа находятся ближе к активной поверхности адсорбента и чаще ее бомбардируют. Повышение температуры, снижение давления, введение в систему малоактивного газа - все это способствует уменьшению концентрации хорошо адсорбирующегося компонента газа на поверхности адсорбента и порождает десорбцию. [27]
Из общих физических свойств сорбентов наиболее важным является их пористая структура. Макро - и микропоры пронизывают гранулы сорбента во всех направлениях и обеспечивают большую поверхность его соприкосновения с очищаемым воздухом. Адсорбенты характеризуются значительной поверхностью пор; удельная поверхность пор у активированного угля равна 300 - 500 м2 / г, у силикагеля 300 - 700 м2 / г; диаметр пор составляет 10 6 - 10 4 мм. Пористость хемосорбентов значительно меньше; например, удельная поверхность пор ХП-И составляет 8 - 12 м2 / г. Благодаря самой природе физического процесса адсорбции и большой активной поверхности адсорбента он поглощает газ практически мгновенно. Адсорбция - обратимый процесс: все поглощенное вещество может быть удалено в результате обратного процесса десорбции, в связи с чем адсорбенты легко регенерируются. Процесс адсорбции экзотермический, но количество теплоты, выделяемое при этом, невелико и близко по значению к теплоте конденсации. [28]
Хотя количество веществ, которые использовались в качестве подвижных фаз в сверкритических условиях, как уже указывалось выше, невелико, но уже отмечается их недостаточная термическая стабильность, влияющая как на хроматографическое разделение, так и на точность детектирования. Так, к-пентан изомеризуется в этих условиях [9] и, хотя критические параметры изопентана и к-пентана близки, разделение зависит от степе-пени изомеризации, которая в свою очередь зависит от температуры и скорости элюента. Проблема осложняется тем, что адсорбенты с хорошо развитой поверхностью становятся каталитически активными для подвижных фаз. Следствием этого является ухудшение условий детектирования ( так как пропилен при комнатной температуре - газ), а также изменение разделительной способности колонки вследствие значительного отличия критических параметров изопропанола и пропилена и модификации поверхности адсорбента парами воды, которая является продуктом разложения. Отсюда вытекает, с одной стороны, необходимость уменьшения активной поверхности адсорбента путем ланесения жидкой фазы на адсорбент или использования адсорбентов с меньшей поверхностью, а с другой - необходимость проведения хроматографического процесса при температуре несколько ниже критической. Но, как известно, выбор неподвижной жидкости для флюидной хроматографии очень ограничен, так как жидкие фазы, широко используемые в газовой хроматографии, растворяются флюидом [4, 10, 11], и поэтому возможности этой методики ограничены. [29]
Довольно широко для разделения газовых смесей используется сорбция на твердых поглотителях. Она возникает за счет поверхностных электрических сил твердого поглотителя, действующих в пограничном слое при соприкосновении с ним частичек газа. Беспорядочно движущиеся частички газа как бы прилипают к поверхности твердого вещества, а затем могут отделиться и улететь в окружающее пространство и снова возвратиться к поверхности адсорбента. С увеличением температуры скорость движения частичек газа увеличивается, а адсорбция уменьшается, так как при этом частички будут легко отделяться от поверхности твердого вещества и диффундировать в окружающее пространство. Наоборот, с увеличением давления адсорбция возрастает, так как частички газа будут находиться ближе к активной поверхности адсорбента и чаще ее бомбардировать. Адсорбция в большой степени зависит от природы адсорбента и его структуры. Необходимо, чтобы структура адсорбента была пористой. [30]
Страницы: 1 2 3