Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 114
Текст из файла (страница 114)
(и» Объем пор, см»)г . Размер пор, Л Удельная поверхяостгч л~»/г 1750 — 2100 500 — 1000 2100 — 2300 2100 — 2300 1300 — 1400 750 — 350 1000 — 1090 200-600 Менее 70 500 0,000 70 — 100 700 0,570 20 — 25 9. Недостатком актнвированных углей является их горючесть. В атмосфере воздуха зти угли можно применять прн температурах не выше м)О'С. 715 7. Лктивированные угли представляют собой мелкие кристаллы с решеткой графита [Х1-2!. Применяются зти угли в гранулироваииом виде (в зернах размером ! — 7мм) или в виде порошка. Лдсорбционные свойства активированных углей зависят от величины активной удельной поверхности и от структуры, т. е.
от величины пор и распределения их по размерам. Структура активированного угли влияет на скорость пропесса адсорбпии, определяет форму изотермы и число поглощенных молекул различных разиероз. 8. Различают два предельных типа угля [Х)-!): а) к первому структурному тину относятся умеренно проактивированные угли (абгар не более 50% ); в мелких порах таких углей адсорбциониые потенЛалы повышены; б) ко второму структурному типу относятся крупнопористые, предельно проактнвированиые угли (абгар превышает 75ей).
Между двумя предельными типами накодятся угли с обгаром от 50 до 75»)е. Свойства активированных углей приведены в табл. Х1-! [О-!7[. Х!. АДСОРЕЦИЯ Для уменьшения горючести углей к иим добавляют негорючий силикагель. Однако получаемый снликакарбои обладает меньшей адсорбциоиной способностью по отношению к органическим веществам. Подробнее см.(Х1-1, Х1-2, Х1-41 СИЛИКАГЕЛЬ 1О.
Силикагели примеияютси в виде зерен диаметрам 0,2 — 7 мм. Их сарбциоиные свойства зависят от структуры, а для некоторых веществ (вада, метиловый спирт и др.) также от степени дегидратации поверхности. Силикагели являются более однородными пористыми сорбентами йо сравнению с активнраванными углямн.
В зависимости от величины пор оии делятся иа мелкопористые и крупнопористые [табл. Х1-!). Силикагели применяются главным образом для поглощения паров воды иэ газовых смесей. Количество поглощаемой силнкагелем влаги достигает 50о(с от его массы [Х1-Ц. Достоинствам силикагелей является то, что они выдерживают сравнительно высокие темнературы. Подробнее см. [Х1-2, Х1-4). цеолнты !Молекулягные сита! 11. Неолиты представляют собой пористые кристаллы (алюмосиликаты щелочных элементов), встречающиеся в природе, однако техническое значение приобрели цеолиты, получаемые путем гидротермального синтеза. В отличие от других адсорбеитов, каждый тнп цеплитов имеет поры (точнее, входные отверстия в сорбциоиные полости) определенного размера.
((еолиты сорбируют только те молекулы, которые могут проникнуть я их поры, причем форма молекулы имеет большее значение, чем ев объем Исходи из этих свойств неолитов, ик называют молекулярными ситами и классифицируют по способности сарбиравать молекулы определенных размеров. Подробнее а критических размерах молекул см. [Х1-2]. Достоинством цеолитов является высокая адсорбциониая емкость при повышенных температурах и низких канцеитрапинх адсорбируемых компонентов в смеси.
12. ((залиты применяются для разделения смесей газов или жидкостей по размерам молекул (например, для отдеэения нормальных парзфинавых углеводородов от углеводородов изастроения), для разделения аэеотрапиых смесей, лля тонкой очистки маномеров перел полимериэацией, для повышения октаиовога числа бензинов, для глубокой осушки газов, для очистки газов н жидко.
стей ат примесей при низких концентрациях этих примесей и т. и. Подробнее см. [Х1-! — Х1-3, Х1-15 — Х1-!7). стлтнческля н динлмнческля лктнвность лдсоввентов !3. Характеристикой адсарбентаз является их активнастсо которая определяется массовым количеством вещества, поглощаемого единицей массы (или объема) адсорбента. !4. Статическая активность адсарбента (или статическая емкость) характеризуется максимальным количеством вещества, адсорбированиого к моменту достижения равновесна массовой или объемной единицей адсарбента при данных температуре н концентрации адсорбируемого вещества в парогазовой смеси.
15. Динамическая активность адсарбента (илн динамическая емкость) характеризуется максимальным количествам вещества, адсорбироваииого массовой или объемной единицей адсорбента за время от начала адсорбции до начала «проскака», 716 РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ динамическая активность всегда меньше статической.
В адсорберах промышленного типа с активированным углем динамическая активность составляет 35 — 95ом от статической [О-11 Иногда динамическую активность характеризуют временем от начала адсарбцни до начала «проскака» (для определенной высоты слоя адсорбента). Равновесие между фазами !6. Независимо от природы действующих в процессе адсорбции сил, прн достаточном времеин соприкосновения фаэ и постоянной температуре наступает адсарбпиаииое (статическое) равновесие и устанавливается определенное равновесное соотношение между концентрацией адсорбированного вещества в твердой фазе и концентрацией того же вещества в газо.
вой фазе. В общем виде эта зависимость имеет вид! Х=[(У, Т) (Х1-1) Часто равновесная зависи- "., мость выражается в виде функции $ Х от парциальиого давления ад- В сорбнруемого вещества в газе рс Х=[(р, т) (Хйй) „ 4 !7. Прн постоянной темпера- сч туре уравнения (Х1-1) и (Х1-2) принимают видс У=[(у) Х = [ (р) (Х1-4) 0 10 70 70 40 Ю 60 Кривая, выражающая завнси- р, мм рм с»с масть (Х1.3) или (Х!-4) при до- Рис. Х1-1. Изотермы ахсорбции активиростижении равновесия, называется паиным углем различных веществ: изотермой адсарбции. ! — Ееолол, Ш' С; 2 — »тело»ма спорт, 20' С; 3 — »то- п иэедены изо- лоома солрт„зэ с; г — отолоомя спиРт !том!+лнэтлтермы адсарбции активнрован ловмз эфлр !зоя) ЯР С Э-ли»тело»ма офир 2З С ным углем различных веществ. !5.
Существует несколько теорий для объяснения процесса адсорбцин, Наибольшее распространение получили химическая теория (уравнение Лэигмюра! и потенциальная теория (уравнения Дубинина). Подробнее о теории адсорбцив см [Х1 ! — Х1 8) уРАВненне изотермы АдсОРецин лэнгмюРА !й. Расчетное уравнение изатермы адсорбцни Лэнгмюрас АВр а= + (Х1-5) где п — количества вещества (адсорбтива), поглощенного единицей массы или объема адсорбента при состоянии равновесия; А и  — постояииыц зависящие ат свойств адсорбента н адсорбируемога вещества и определяемые опытным путем; р — парцнальное давление адсорбируемого компонента в парогазовой фазе.
717 хъ Адсорвция 20. В зависимости от парциального давления р адсорбируемого компонента в парогазовой фазе нзотерму Лэнгмюра подразделяют на три области. а) Область малых парциальных давлений р. В этом случае величиной Лр н знаменателе пренебрегрют и зависимость (Х1-5) принимает вид: (Х1-6) б) Область высоких пврциалриым давлений р. При больших значениях величины Ар единицей в знаменателе можно пренебречь. Тогда формула (Х1-5) принимает вид: а (Х1-7) в) В промежуточной области средних парциальных давлений упрощений в формуле (Х1-5) произвести нельзя.
В основе уравнения Лэнгмюра лежит предположение о наличии мономолекуляриой адсарбции, поэтому оно удовлетворительно охватывает экспериментальные данные только для нзотерм первою типа (типы изотерм см. [Х1-5)). Для случая полимолекуляриой адсорбцин уравнение Лэнгмюра совершенно неприменимо.
Ррдвнвнмя изотерыы Адсорвцин дуяининх 21. М, М. Лубининым с сотрудниками была впервые установлена зависимость адсорбционных свойств адсорбентов от их структуры и от физико-химических характеристик поглощаемого нещества. Согласно потенциальной теории, на поверхности адсорбеита удерживается несколько слоев молекул адсорбированиого вещества. Каждой точке адсорбироваинаю слоя соответствует адсорбцнонный потенциал в.
Велияина в является функцией расстояния 1 от этой точки слоя до поверхности адсорбента: (Х1-8) а=гр(1) Ркс. Х1-2. Расположение адсорбированных слоев на вдсорбенте согласно потенциальной теории. 718 А дсорбционный потенциал определяется как работа, совершаемая адсорб- ' ционнымн силами при перемещении одной молекулы из того места, где эти ; силы уже ие оказывают действия, в данную ' й точку.
находящуюся иа расстоянии ! от поверх- ' ности адсорбента [Х1-5[. Поверхности, потенциалы которым одинаковы, называются эквнпотен- - ег циальиыми. На рис. Х1-2 приведена скема расположее, ния эквипатенциальных поверхностей. Буквами е, (уь йрз, В'ь . обозначены объемы адсорбироваи.. м м ьф г ных слоев, ограниченные - эквипотенциальнымн поверхностями и поверхностью адсорбента [О-Ц. и( / Объем всего адсорбциониого пространства йуяалл ограничен понерхиостью адсорбеита н по- ' вермностью, отделяющей алсорбироваиный слой от пространства, где адсорбционные силы уже ' ие действуют.
На последней..эквипотенциальиой " повеРмностн (соогветствУющей )Твэла) адсоРб-; ционный потенциал равен нулю. 22. Кривая распределения потенциала в адсорбцнонном пространстве, т. е. зависимость в [(йу), называетсн характеристической (рис. Х1-3). Согласно потенциальной теории физической адсорбции, адсорбционный потенциал, а следовательно и характеристическая кривая ие зависят от темпера- ' туры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
