ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы определения поверхности по изотермам адсорбции из "Технология катализаторов" Эти методы делят на три основные группы объемные, весовые и методы, основанные на измерении теплопроводности (динамические). [c.245] В объемном методе при данном давлении измеряют изменение объема газа, которое и служит мерой количества адсорбированного вещества [218, 219]. При работе весовым методом определяют привес твердой фазы (адсорбент—адсорбат), обусловленный адсорбцией газа [219]. В методах, основанных на измерении теплопроводности, используют ячейку, которая позволяет определить изменение теплопроводности потока газа, проходящего над сорбентом, вследствие изменения состава газа, вызванного адсорбцией или десорбцией [218]. Динамические методы приобрели распространение в связи с развитием газовой хроматографии [20, 51 ]. [c.245] Объемные методы. В настоящее время наиболее распространены объемные методы определения поверхности. Разработано много вариантов вакуумных установок такого типа [51, 219 ]. Схема одной из объемных установок приведена на рис. 5.6. [c.245] Здесь Р — давление азота в системе АР — изменение давления после погружения кюветы в жидкий азот (после адсорбции). [c.246] При непосредственном измерении удельной площади поверхности берут навеску исследуемого материала из такого расчета, чтобы ее суммарная поверхность была 5—100 м . Все заполненные навесками кюветы ставят в рабочее положение, для чего соединяют их с вакуумной линией и создают необходимый вакуум при обогреве до 200—250 °С. Затем отключают насос и обогрев. После остывания кюветы соединяют с измерительной системой. Далее из колбы с азотом подают газ с таким расчетом, чтобы давление его в системе стало 16 кПа, отключают от системы все кюветы, кроме одной, замеряют показания манометра и кювету погружают в сосуд Дьюара с жидким азотом. После того, как положение уровня жидкости в манометре установится, снова замеряют давление. [c.247] Параметр с рассчитывают по формуле (5.14) при температуре жидкого азота с 240. [c.247] Хроматографический метод определения поверхности имеет ряд преимуществ по сравнению со статическими хроматографические установки не требуют вакуумной аппаратуры они значительно проще в монтаже само определение занимает гораздо меньше времени, являясь при этом более чувствительным (можно определять площадь поверхности в 0,01 м7г). [c.247] Выбор адсорбата имеет большое значение во всех адсорбционных методах, в том числе и в хроматографическом. Желательно, чтобы площадь молекулы адсорбата в монослое на поверхностях разной химической природы была постоянной. Кроме того, важно, чтобы при температуре опыта химическая адсорбция отсутствовала. Лучше всего этим тоебованиям отвечают инеотные газы и азот [221, 222]. [c.248] При выборе газа-носителя следует руководствоваться в основном следующим адсорбция газа-носителя при температуре опыта (температура жидкого азота) должна быть настолько мала, чтобы ею можно было пренебречь коэффициенты теплопроводности газа-носителя и адсорбата должны сильно различаться между собой для обеспечения высокой чувствительности катарометра, действие которого основано на том, что нагретое тело теряет теплоту со скоростью, зависящей от состава окружающего газа. Поэтому скорость теплоотдачи может быть использована для определения состава газа [20, 51]. [c.248] Газ-носитель и адсорбат из баллонов 1, 2 поступают в фильтры со стеклянной ватой 3 для очистки от следов масла, проходят реометры 4 и очистительную систему. При использовании гелия высокой чистоты (99,9 % Не) и аргона сорта А (99,99 % Аг) можно обойтись без предварительной очистки, оставив только ловушку 8 для вымораживания влаги из газовой смеси. Азот и водород необходимо затем очиш,ать от кислорода на хромоникелевом катализаторе в колонках 5 и осушать в колонках 6. Очиш,енные газы смешивают в трехходовом кране 7, и далее смесь последовательно проходит сравнительную ячейку катарометра 9, приспособление 10 для ввода пробы в систему при калибровке, шесть адсорберов 13, отделяемых друг от друга четырехходовыми кранами 12, измерительную ячейку катарометра 14 и измеритель скорости адсорбции 15. [c.249] Образование мономолекулярного слоя адсорбата на катализаторе достигается выбором определенных соотношений газов в исходной смеси. Так, при работе с азотом его относительное парциальное давление в используемой газовой смеси должно быть в пределах 0,1- -0,3. Если парциальное давление азота будет большим, то образуется полимолекулярный слой и при расчетах получаются завышенные результаты если давление меньше, то не вся поверхность катализатора окажется покрытой молекулами азота. [c.249] Здесь 5п — площадь пика, см f — масштабный коэффициент. [c.249] Погрешность расчета 5уд по приведенной формуле (не превышает 5 %. [c.249] Чтобы получить более полную информацию о свойствах катализатора, важно измерить площадь поверхности отдельных компонентов катализатора, например активных оксидов металлов [20, 51]. С этой целью применяют хемосорбционные методы, основанные на различной адсорбции некоторых газов или паров компонентами катализатора. Так, при использовании низкотемпературной адсорбции оксида углерода оценена поверхность никеля, нанесенного на оксид алюминия. Химической адсорбцией кислорода определяется поверхность платины на сульфате бария [51 ]. [c.249] Вернуться к основной статье