Адсорбция - метан
Cтраница 3
 |
Изотермы избыточной сорбции водорода на углях при 20. [31] |
ИСт и количеством газа в объеме адсорбционной пленки в условиях опыта. Аналогичная форма изотерм при исследовании изотерм адсорбции метана была отмечена А. [32]
Определенное влияние на процесс адсорбции оказывают изменения состава цеолитов ( см. гл. Введение кальция в морденит приводит к тому, что адсорбция метана и этана практически прекращается. На основании этого сделан вывод, что отклонения в адсорбционных свойствах обусловлены более высоким содержанием во многих образцах щелочных катионов по сравнению с обычным обогащенным кальцием шаба-зитом. Кальциевая форма шабазита и природный образец, содержащие почти одинаковые количества кальция, дают практически совпадающие изотермы адсорбции азота, а обмен на натрий приводит к значительному снижению адсорбционной емкости по азоту. Калиевая форма также почти не адсорбирует азот. Более детально влияние химического состава исследовано на примере адсорбции водорода, двуокиси углерода и пропилена. [33]
Интересно, что те линии ИК-поглощения, которые по соображениям симметрии запрещены для свободных газовых молекул, могут появиться в ИК-спектре, если эти молекулы адсорбированы. Так, Шеппард и йетс [47] нашли, что при адсорбции метана и водорода на стекле в их спектрах появляются полосы, запрещенные в нормальном газообразном состоянии. Это означает, что при адсорбции происходит некоторое понижение симметрии молекул. Форма отдельных полос спектра метана указывает на уменьшение вращательных степеней свободы. Появление этой полосы и полос молекул, содержащих изотопы азота, свидетельствует об отсутствии диссоциации молекул азота на атомы. [34]
Химическая адсорбция может протекать очень быстро, как, например, она протекает на некоторых металлах, особенно на никеле, железе, платине и вольфраме. В некоторых случаях, однако, процесс химической адсорбции может протекать медленно, как, например, в случае адсорбции азота па полученных осаждением паров пленках железа или адсорбции метана на таким же образом полученных пленках никеля. В отличие от водорода метан заметно химически адсорбируется никелевыми пленками только при температурах выше 100 К. На поверхностях технических катализаторов скорость химической адсорбции значительно меньше, чем на металлических пленках, полученных осаждением паров соответствующих металлов. На различных оксидных поверхностях, включая ZnO, Сг203, ZnO - Сг 03, ZnO - МоОх, А1203 и Si02, скорость химической адсорбции водорода б ыла изморена в интервале температур 0 - 600 С. [35]
Только в первом приближении можно считать, что сорбци-онная способность глин выше, чем известняков. Изучение адсорбции метана на породах при различных температурах показало, что с увеличением температуры адсорбция уменьшается. [36]
В работах Семенова и Поляни указано, что конденсация происходит при очень низких давлениях, поэтому он проследил за признаками конденсации в области низких давлений, соответствующей линейной изотерме адсорбции. Он измерял изотермы адсорбции метана, этана и пропана на угле и нашел, что наклоны линейных участков изотерм, полученных при температурах ниже критической, дают заметные характерные флюктуации около их среднего значения. При температуре выше критической наклоны изменялись мало и без соблюдения закономерности. Если распределение теплот адсорбции на поверхности является прерывной функцией и если конденсация на разных участках подчиняется уравнению Семенова [ 27J, то получаются такие же флюктуации наклонов изотерм, какие были найдены Вейнгертнером. Флюктуации были обнаружены при давлениях меньше 0 01 мм. [37]
Образующееся при хемосорбции метана органическое вещество лишь в очень небольшой степени может быть удалено с поверхности электрода при катодной поляризации. Суммарное количество QM и водорода, который может адсорбироваться на электроде в присутствии метана при цг 0, приблизительно равно количеству водорода, адсорбированному на электроде при рг 0 в растворе фона. Это означает, что при окислении хемосорбированный метан отдает один электрон на каждый занимаемый им атом платины. Адсорбция метана преимущественно происходит на центрах с высокой энергией связи Pt - Надс. По данным Нидраха [36], хемосорбированный метан в заметной степени удаляется при катодном восстановлении. Это различие с приведенными выше данными, возможно, объясняется особенностями структуры и активности платино-тефлоновых диффузионных электродов, на которых проведены измерения Нидраха. [38]
Не уточняя окислительного состояния металлов, авторы считают, что эти металлы присутствуют в цеолитах в виде изолированных ионов. Изучение кинетических закономерностей показало, что уравнение скорости окисления метана на всех образцах, за исключением платинового, имеет первый порядок по метану и приблизительно нулевой по кислороду. Поэтому Ферс и Голланд пришли к выводу, что на ионах родия, иридия и палладия кислород адсорбируется очень сильно, а метан слабо. Возможно, это объясняется конкурентной адсорбцией метана и кислорода. Для всех цеолитов величина Еа оказалась практически одинаковой. [39]
Азот по сравнению с углеводородами плохо адсорбируется активированным углем. Однако доля азота в метан-водородных фракциях обычно невелика ( до 3 - 4 об. %), а при получении азо-товодородной смеси присутствие азота в водороде не только Допустимо, но и желательно. В газах каталитической ароматизации азот, как правило, отсутствует. Поэтому эффективность выделения водорода из указанных выше газовых смесей будет, в конечном счете, определяться подбором наиболее целесообразных условий адсорбции метана из бинарной смеси метан - водород. [40]
Модель, предусматривающая сохранение трех степеней свободы вращательных движений у адсорбированной молекулы, была отклонена, поскольку в этом случае получалась значительная интенсивность в области частот, удаленных от центра полосы. Рассчитанный контур полосы в предположении вращения молекулы около оси, перпендикулярной поверхности кремнезема, наиболее хорошо соответствовал контуру полосы при 3006 см 1 на рис. 123, б, интенсивность которой была несколько увеличена со стороны высоких частот. В качестве возможного варианта они предполагали, что незначительная асимметрия контура экспериментально полученной полосы вызвана наложением слабого обертона на симметричный контур типа кривой Лоренца, отвечающий модели адсорбции метана с полной потерей вращательных степеней свободы. [41]
Синтезированный PcMg содержит акцепторную примесь кислорода, который обуславливает р-тип его проводимости. Адсорбция донорного газа СН4 на поверхности чувствительного материала датчика приводит к рекомбинации электрона молекулы метана и дырки, образованной примесью кислорода. В результате количество свободных носителей заряда уменьшается и, сопротивление полупроводникового датчика возрастает. К основным допущениям, использованным в дальнейших рассуждениях ( приняты на основе результатов обзора и собственных исследований), относятся: сопротивление чувствительного слоя датчика соответствует омической области поведения органического полупроводника PcMg; адсорбция метана на поверхности пленок PcMg подчиняется уравнению степенной изотермы Фрейндлиха. [42]
В этой работе показано, что для жидкого метана ширина линии первой производной ( АН) мало изменяется с температурой даже при переходе Я-точки. АН для 6 1 уменьшается с ростом температуры. Узкая компонента, по-видимому, обусловлена поверхностной диффузией молекул. Интересно отметить, что А / / и & Н / ( Т) для жидкого и адсорбированного метана ( 9 3 9) очень близки. Это свидетельствует о том, что при адсорбции метана, равной примерно четырем статистическим слоям, его свойства схожи со свойствами жидкого метана. [43]
Орошение горных выработок гелеобразующими растворами значительно повышает эффективность их действия. Дело в том, что образующийся при орошении горной выработки специальными растворами гель частично выделяется из пор, имеющихся в горной породе ( это особенно относится к ископаемым углям), а затем закупоривает их и препятствует выделению остаточных газов, содержащихся в этих порах, в забой. Адсор-бируясь на поверхности минерала ( угля) молекулы ДБ вытесняют содержащиеся в порах угля газы. Эффективно способствует гелеобразованию введение в орошающую жидкость жидкого стекла. Образующийся гель, заполняя поры и трещины пласта угля, способен длительное время удерживать влагу, связывать пыль, имеющуюся в пласте, способствовать уменьшению адсорбции метана и скорости диффузии кислорода к реагирующей внутренней поверхности угля. [44]
В этой работе показано, что для жидкого метана ширина линии первой производной ( АН) мало изменяется с температурой даже при переходе А-точки. АД для 6 1 уменьшается с ростом температуры. При 0 3 9 линия поглощения может быть разделена на широкую и узкую компоненты, причем первая характеризуется большей интенсивностью и, по мнению авторов [16], соответствует жидкому метану. Узкая компонента, по-видимому, обусловлена поверхностной диффузией молекул. Интересно отметить, что ДЯ и ДЯ / ( Т) для жидкого и адсорбированного метана ( 6 3 9) очень близки. Это свидетельствует о том, что при адсорбции метана, равной примерно четырем статистическим слоям, его свойства схожи со свойствами жидкого метана. [45]
Страницы: 1 2 3 4