ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Капиллярная конденсация и структура переходных пор из "Основы адсорбционной техники" В переходных порах промышленных адсорбентов при высоких относительных давлениях фазовый переход происходит по механизму капиллярной конденсации. Адсорбция иаров в этом случае описывается изотермами, представленным и на рис. 2,19. Для таких изотерм характерно наличие нетли гистерезиса при данном относительном давлении точки изотерм, полученных при понижении давления (т. е. при десорбции), лежат выше точек, полученных при повышении давления (т. е. при адсорбции). Подъем изотерм рассматриваемого типа после прямолинейного участка начинается ири относительных давлениях = 0,2 — 0,5. Точка начала подъема различна в зависимости от типа адсорбтива для бензола при 20 °С она соответствует относительному давлению 0,20, для воды ири 20 °С — — 0,40, для азота ири —196 °С — 0,45 и т. д. [c.54] До этой точки адсорбционная способность растет в результате развития полимолекулярной адсорбции. Затем адсорбция вещества начинает происходить в результате конденсации пара в переходных порах — капиллярах, смачиваемых адсорбатом. Смачивающая жидкость образует в капилляре вогнутый мениск. [c.54] Давление пара над вогнутым менпском меньше давления насыщенного пара над плоской поверх- 40 костью, вследствие чего конденсация наступает при р р С 1. При относительном давлении, рав-ном 1, переходные поры целиком заполнены адсор- 2 батом. [c.55] Изотерма адсорбции паров бензола на мелкопористом силикагеле кем при 20 °С (а — адсорбционная ветвь б — десорбционная ветвь). [c.55] Например, капиллярная конденсация бензола при 20 °С, согласно формуле (2.41), в случае радиуса цилиндрических пор г = 50 А = 50-10 см происходит при относительном давлении р/р = 0,68 в случае г = 500 А — при р/р = = 0,96 в случае г = 5000 А — нри р/р = 0,996. На основании этих расчетов строят структурную кривую V = t (г), затем в каждой точке структурной кривой находят значение производной (dV/dr или AV/Ar). Эти значения используют для построения кривой распределения объема пор. [c.55] Явление гистерезиса обязано тому факту, что форма мениска при занолнении и опорожнении пор различна. Карнауховым [36] прослежена зависимость между формами пор и мениска для основных типов адсорбентов. Эти данные приведены в табл. 2-7. [c.55] Расчеты по формуле Кельвина в большинстве случаев дают значительные расхождения с действительным радиусом поры, если в качестве исходной информации использовать адсорбционную ветвь изотермы. Эта неточность расчета связана с отличием формы мениска при капиллярной конденсации в реальных порах от сферической. [c.56] Десорбция, наоборот, происходит в подавля-юш,ем большинстве случаев с образованием сферического мениска, вследствие этого для всех моделей (кроме ш,елевидных) расчет дает удовлетворительные результаты. Поэтому для расчета кривых распределения пор по размерам эффективных радиусов предпочтительнее использовать десорбционную ветвь изотермы. [c.56] Наибольшие значения комплекса аи Т имеют четыреххлористый углерод, гексан и бензол, в связи с чем эти адсорбтивы чаще других применяются для оценки структуры. Однако при адсорбции крупных молекул в относительно мелких порах весь объем последних может быть заполнен еще в процессе собственно адсорбции. Тогда капиллярная конденсация не наступает, а следовательно, не может быть получена экспериментальная информация, необходимая для расчета. Отмечены случаи, когда даже молекулы азота но этой причине не могли быть использованы. Оценку структуры тонкопористых веществ следует проводить с использованием адсорбтивов, имеющих минимальные размеры молекул, например воды [37]. [c.56] Структурная кривая (а) и кривая распределения пор по. эна-чениям аффективных радиусов Д7/Дг (б) для силикагеля. [c.56] Насколько важно учесть поправку на толщину адсорбционных слоев и правильно ее выбрать, видно из рис. 2,21, на котором представлены дифференциальные кривые распределения нор алюмосиликатного катализатора на основании десорбционной ветви капиллярной конденсации азота при —196 °С по опытам Аултона [39]. Прерывистой линией обозначена кривая 2, вычисленная по уравнениям (2.45) и (2.46). При построении кривой 2 введена ностоянная поправка на среднестатистическую толщину адсорбционного слоя = 5,0 А, отвечающую точке начала гистерезиса. [c.58] Дифференциальные кривые распределения объема пор по значениям эффективных радиусов для алюмосиликатного катализатора. [c.58] Вернуться к основной статье