Адсорбция - гелий
Cтраница 3
В связи с рядом теоретических предположений было бы интересно установить соотношение между толщиной пленки и скоростью переноса. К сожалению, неудовлетворительное состояние измерений по адсорбции гелия делает задачу установления связи величин гнр, с надежными оценками числа атомных слоев, которые образуют пленку, совершенно невыполнимой. [31]
Объем пор, имеющих радиус менее 7 5 i, большей частью оценивается по разности удельных объемов пор, определенных при использовании ртути и гелия. Если эффективный радиус атома гелия неизвестен и если возможная адсорбция гелия в небольшой степени компенсирует этот эффект, то величину требующейся поправки оценить трудно. Она может составлять, однако, несколько процентов от величины плотности. [32]
В этом случае линейность изостер имеет место лишь при соответствующей взаимной компенсации температурных зависимостей / dif и RT. Таким образом, для любого адсорбата линейность изостер должна нарушаться при Т Яли / R - Для проверки данного вывода было проведено исследование адсорбции гелия на цеолите NaA в широком интервале температур 20 - 473 К - Оказалось, что до 100 К уменьшение дифференциальной теплоты компенсируется возрастанием RT в выражении для. Поэтому примерно до 100 К изостера почти линейна, однако выше 100 К изостерическая теплота адсорбции сильно возрастает. [33]
 |
Отдельные ре - [ IMAGE ] - 24. Разрез через [ IMAGE ] - 25. Отдельные эле-бристые трубки тепло - детандер. менты детандера. [34] |
В 1926 г. для получения температур ниже температуры жидкого водорода Симон применил адиабатическую десорбцию гелия из активированного угля. Процесс десорбции газа из твердого тела сопровождается поглощением тепла. Если во время процесса адсорбции гелия активированным углем поместить его в ванну с жидким водородом, то выделяющееся при адсорбции тепло будет отводиться испаряющимся при постоянной температуре водородом. [35]
Были предприняты попытки, используя гелий, измерить плотность адсорбированной фазы [108-110], чтобы - решить, являются ли пленки по своей природе газом или жидкостью. Был сделан вывод [109], что адсорбция гелия была измеримой, но ее малая величина вносила в результаты некоторую неопределенность. Более того, концепция плотности полезна при рассмотрении полимолекулярных слоев, но в ней нет необходимости при степенях заполнения, меньших единицы. [36]
Были предприняты попытки, используя гелий, измерить плотность адсорбированной фазы [108-110], чтобы решить, являются ли пленки по своей природе газом или жидкостью. Был сделан вывод [109], что адсорбция гелия была измеримой, но ее малая величина вносила в результаты некоторую неопределенность. Более того, концепция плотности полезна при рассмотрении полимолекулярных слоев, но в ней нет необходимости при степенях заполнения, меньших единицы. [37]
В огромном большинстве адсорбционных опытов имеют дело с системами, для которых теплота адсорбции больше теплоты конденсации. Отношение теплоты адсорбции к теплоте конденсации оказывается тем больше, чем ниже температура кипения газа. Стаут и Джиок [ 4l ] вычислили теплоту адсорбции гелия на NiS04 7Н20 в 140 кал ] молъ при 4 23 К; теплота испарения гелия составляет около 20 кал молъ. [38]
В огромном большинстве адсорбционных опытов имеют дело с системами, для которых теплота адсорбции больше теплоты конденсации. Отношение теплоты адсорбции к теплоте конденсации оказывается тем больше, чем нише температура кипения газа. Стаут и Джиок [ 4l ] вычислили теплоту адсорбции гелия на NiS04 7Н20 в 140 кал ] молъ при 4 23 К; теплота испарения гелия составляет около 20 кал ] моль. Дьюар [17] для теплоты адсорбции водорода на угле получил 1600 кал ] моль при - 185; теплоты адсорбции водорода на металлах и окислах при температуре жидкого воздуха лежат, как мы видели в предыдущем разделе, между 1000 и 2000 кал ] моль. Теплота испарения водорода составляет около 220 кал ] молъ. Таким образом, для двух наиболее низкокипящих газов, гелия и водорода, теплоты адсорбции превышают теплоты конденсации приблизительно в семь раз. [39]
Во избежание электрического пробоя при низких температурах приложенное напряжение не должно было превышать нескольких вольт на I см. Адсорбция гелия почти не оказывала влияния на величину сопротивления этих термометров. [40]
Пористые тела характеризуются тремя следующими параметрами: истинная плотность, кажущаяся плотность и насыпной вес. Истинная плотность - это действительная средняя плотность вещества, из которого состоит катализатор. Измерять ее лучше всего по вытеснению гелия: эффективный диаметр-атома Не равен всего 0 2 нм, и поэтому гелий легко проникает даже в очень мелкие поры. Кроме того, теплота адсорбции гелия настолько низка, что его адсорбция существенна только при температуре значительно ниже комнатной. Тем не менее, если адсорбенты отличаются высокой удельной поверхностью, адсорбция при комнатной температуре достаточна, чтобы внести ошибку в измерения истинной плотности. [41]
На рис. 5 а и 5 б показаны типичные примеры изотерм адсорбции водорода на восстановленных металлических катализаторах. Для понимания явления адсорбции и свойств поверхности адсорбентов следовало бы при помощи статистики тщательно проанализировать полученные экспериментально изотермы адсорбции. Однако в этом направлении сделано еще очень мало. Вилкинс [42] изучил ван-дер-ваальсову адсорбцию гелия, азота и других газов на платиновой фольге и пришел к выводу, что отклонения от лангмюровского типа адсорбции обусловлены взаимным притяжением адсорбированных частиц. [42]
Для однозначного определения величин VL и VA необходимо каким-либо образом выбрать систему сравнения, относительно которой отсчитываются избыточные величины. Основная неопределенность в величине избытков объема связана с определением объема адсорбента. Часто используют величину VA, найденную калибровкой системы гелием, считая, что избыточная адсорбция гелия равна нулю. Однако в ряде работ, например [1], показано, что при температуре ниже 400 К адсорбция гелия весьма значительна и объем адсорбента, определенный по гелию, часто далек от действительного объема высокодисперсного твердого тела. Для кристаллических адсорбентов объем твердого тела может быть вычислен из данных рентгеноструктурного анализа, однако возникает неопределенность в значении атомных радиусов для поверхностных атомов. [43]
Существование толстой пленки гелия на всех поверхностях, находящихся в контакте с жидкостью, заставляет, естественно, решать вопрос о причине происхождения пленки. Как нами уже отмечалось в предыдущем разделе, два типа существующих теорий объясняют это явление либо как простую адсорбцию, либо прямо связывают его с Х - переходом. Результаты этой работы были не очень точны, и за ней последовали другие исследования по адсорбции гелия на различных подкладках. Несмотря на значительное число работ, посвященных этому вопросу, сведения об ния пленки скудны. [44]
Существование толстой пленки гелия на всех поверхностях, находящихся и контакте с жидкостью, заставляет, естественно, решать вопрос о причине происхождении пленки. Как нами уже отмечалось и предыдущем разделе, два типа сущестнующих теорий объясняют это явление либо как простую адсорбцию, либо прямо связывают его с Х - переходом. Результаты этой работы были не очень точны, и за ной последовали другие исследования но адсорбции гелия на различных подкладках. Несмотря на значительное число работ, посвященных этому вопросу, сведения об ния пленки скудны. [45]
Страницы: 1 2 3 4