ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотопный обмен в системах с твёрдой фазой из "Изотопы Свойства, получение, применение Том 1" Наоборот, при обмене несимметричных молекул с молекулой о-п-кон-версия будет снижать а, особенно при Т 50 К. Наконец, при обмене молекул 2 с несимметричными молекулами о-п-конверсия будет слабо влиять на изотопный эффект, поскольку снижение температуры даже до 20 К от 273 К приведёт к увеличению хуже сорбируемых молекул о-В2 всего лишь от 66,7 до 80%. Наибольшие изотопные эффекты наблюдаются в системах с синтетическими цеолитами, которые являются микропористыми сорбентами. Помимо природы цеолита коэффициент разделения зависит от степени его заполнения водородом (давления) и температуры. Большинство экспериментальных данных по изотопным эффектам получено на цеолитах А и X при Т 77 К и Р 0,2 МПа, т.е. при высокой степени заполнения, когда а не зависит от давления (при разделении смесей Н2-НТ, В2-0Т и Н2-Н0-В2 на цеолитах МаА и МаХ при изменении давления от 0,1 до 2,7 МПа коэффициенты разделения оставались неизменными [23, 24]). [c.268] Цеолиты типа А характеризуются наибольшими значениями а, в то время как цеолиты типа X имеют большую ёмкость по водороду (см. табл. 6.8.4). [c.268] Значительные изотопные эффекты были обнаружены при температуре ниже 77 К для смесей Н2-Н0, НВ-В2 и 2-D2 [25, 26], а также Н2-НТ и В2-0Т [27, 28]. Наиболее высокие значения а, полученные на цеолитах МаА и НаХ, представлены в табл. 6.8.5, а коэффициенты а я В для уравнения па = а + В/Т температурной зависимости а в этих системах приведены в табл. 6.8.6. [c.268] Из приведённых выше данных следует, что коэффициенты разделения изотопов водорода на цеолитах значительно выше, чем при низкотемпературной ректификации водорода, требующей чрезвычайно сложного оборудования и больших энергетических затрат на разделение. [c.270] Рассмотрим изотопные эффекты для углерода, азота, кислорода и инертных газов. В описываемых ниже системах независимо от числа в сорбируемой молекуле атомов элемента, изотопный обмен которого рассматривается, отсутствует концентрационная зависимость коэффициента разделения. Связано это с тем, что для молекул, содержащих два и более обменивающихся атома любого элемента, кроме водорода, константы ГМИО практически равны предельным значениям, отвечающим равновероятностному распределению изотопов. [c.270] В рассматриваемых системах с понижением температуры возрастают изотопные эффекты, однако нижний её предел ограничен опасностью конденсации газа в порах твёрдого сорбента. Так же как при сорбции водорода наибольшие значения а наблюдаются в системах с синтетическими цеолитами (см. табл. 6.8.7). [c.270] В таблице приведены коэффициенты разделения изотопов углерода, азота, кислорода, аргона, неона на наиболее эффективных цеолитах NaX, NaA и СаА. Изотопные эффекты на ряде других цеолитов практически совпадают с приведёнными в табл. 6.8.7. Так, при сорбции метана коэффициент разделения на цеолитах NaA и СаА в пределах ошибки эксперимента ( 0,02) совпадает со значением, приведённым в табл. 6.8.7. Изотопные эффекты при сорбции молекулярного азота на цеолитах NaX, СаА (ёмкость 130 Н смЗ N2/r) также одинаковы, в то время как изотопный эффект на селикагеле, имеющего большую ёмкость по газу ( 200 Н см Нз/г) значительно ниже (при 78 К а= 1,008) [29]. [c.270] Ни в одной из приведённых в табл. 6.8.7 систем не было обнаружено влияния давления на коэффициент разделения. При этом наиболее детально влияние давления (в интервале от 4 до 95 кПа) было изучено при сорбции молекулярного азота на цеолите NaX [30] и на цеолите СаА [31]. [c.270] Температурная зависимость а в интервале 143-273 К изучалась на цеолите при сорбции метана (коэффициент разделения изменялся от 1,050 до 1,011) и оксида углерода (в изученном интервале температуры селективности при сорбции смеси СО- СО обнаружить не удалось). [c.270] При сорбции молекулярного азота на цеолите NaX кроме температуры 77,3 К (см. табл. 6.8.7) были определены значения а при 90 и 100 К, которые равны 1,016 и 1,010 соответственно. [c.270] Вернуться к основной статье