ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтетические полимерные сорбенты из "Адсорбция органических веществ из воды " Химическая активация позволяет варьировать пористую структуру активных углей в значительно более широких пределах, чем парогазовая. Так, угли СКТ и СКТ-3, полученные из торфа, в 2—3 раза различаются по содержанию мезопор при практически одинаковом. содержании микропор. Полученные в США методом химической активации активные угли из древесного или буро-угольного сырья обладают, сильно развитой мезопористостью. Так, полученный из бурого уг ля адсорбент 5-51 имеет объем мезопор 0,75 ДмVкг при объеме микропор 0Д2 дм /кг, а объем мезопор у полученного из древесного сырья методом химической активации активного угля КВ достигает 1,10 дм /кг при объеме микропор всего 0,09 дм /кг. [c.39] В последнее время для адсорбции растворенных веществ начали использовать активные угли, полученные карбонизацией различных полимерных материалов с последующей активацией карбонизованных продуктов. Такие активные угли получают в виде гранул, волокон или углеродных тканей, что открывает новые возможности для их технологического использования. К углеродным адсорбентам, полученным из карбонизованного полимерного сырья, относятся, например, активные угли из азотсодержащих синтетических смол, которые выпускаются в ваде сферических гранул под маркой СКН [45]. Промышленность выпускает угли типа СКВ, активированные до обгара 40 % (СКН-Д), 60 % (СКН-2) и 75 % (СКН-К). Объем истинных микропор у них соответственно равен 0,29, 0,46 и 0,23 дм Укг. Супермикропоры (г —1,5 им) есть только у угля СКН-К, и их объем составляет около 0,43 дм /кг, т. е. почти в 2 раза больше, чем объем микропор с радиусом менее 0,4 нм. Удельная поверхность мезопор угля СКН-К равна 130-10 м7кг. Недостатком углей СКН, как и активных углей из древесного и буроугольного сырья, является чрезмерно большая макропористость. [c.41] Мицеллы ПАВ, красителей и гуминовых кислот, образующиеся в водных растворах вследствие ассоциаций отдельных неионизированных или ионизированных молекул в присутствии сильных электролитов, имеют линейные размеры, в большинстве случаев не превышающие 10 нм. [c.42] Таким образом, для извлечения органических веществ из водных растворов нужны адсорбенты с порами, полуширина которых укладывается в интервал 0,5—10 нм. Следовательно, не только макропористость, но и содержание мезопор, полуширина которых превышает 10 нм, являеТся явным недостатком пористой структуры адсорбента. Содержание мйкропор с полушириной менее 0,5 нм также, как правило, бесполезно при адсорбции органических веществ из растворов, поскольку такие микропоры недоступны практически для всех органических молекул. [c.42] Пористая структура сополимеров достигается введением в смесь реагентов при полимеризации инертного растворителя, хорошо растворяющего исходные мономеры, но практически не растворяющего конечные полимерные продукты. В качестве такого растворителя наиболее пригодны алифатические насыщенные углеводороды. В сополимере после удаления растворителя образуется сложная система пор. [c.43] В СССР промышленность в последние годы начала производить пористые полимерные адсорбенты на основе стирола и дивинилбензола, которые можно использовать для поглощения ряда органических веществ (например, нитропроизводных, хлор-производных алифатических и ароматических углеводородов) из промышленных сточных вод. Эти сорбенты известны под названием полисорбы . . [c.43] Микропоры в объеме полисорбов распределены довольно равномерно, подобно распределению молекул вещества в разбавленном растворе. Об этом свидетельствует отсутствие интерференционных максимумов иа кривой малоуглового рассеивания рентгеновских лучей [47]. [c.43] Таким образом, электронно-микроскопические снимки и данные о структуре полисорбов, полученные рентгенографическим, пикнометрическим и адсорбционным методами [49—53], хорошо согласуются. [c.44] При кажущейся плотности полисорба рк = 0,44 10 кг/м удельная поверхность сферических агломератов в единице массы полисорба, найденная таким образом, равна 63-10 м /кг. Оценка поверхности мезопор по данным малоуглового рассеивания рентгеновских лучей дает близкое значение 5 е = 62-10 м /кг, что, во-первых, подтверждает надежность определения удельной поверхности мезопор и, во-вторых, убеждает в том, что мезопо-ристость полисорба, действительно, образована контактами плотно упакованных сфероидальных агрегатов первичных гелевых частиц сополимера [53]. [c.44] При такой структуре зерна полисорба молекулы из раствора диффундируют последовательно через систему мезопор к поверхности сфероидальных гелевых агрегатов, а затем уже со значительно меньшей скоростью проникают в микропористую среду гелевых частиц. Эту последовательность диффузии молекул компонентов раствора следует учитывать прежде всего при исследовании особенностей кинетики адсорбции органических веществ из растворов. [c.45] Предельный адсорбционный объем пор полисорбов может быть определен по адсорбции из водных растворов производных бензола с низкой растворимостью. Наиболее пригодны для этой цели я-хлоранилин и п-нитроанилин (их растворимости соответственно равны 24-10 и 4,15-10 моль/дм ). В табл. 2.6 приведены полученные этим методом значения адсорбционного объема и характеристической энергии, найденной из измерений адсорбции ге-хлоранилина и рассчитанной из нее при помощи коэффициента аффинности Ра=1,37 15% стандартной характеристической энергии адсорбции паров бензола о. Непосредственно найти о по измерениям адсорбции паров бензола невозможно, так как полисорбы в бензоле сильно набухают и параметры их пористой структуры, естественно, при этом значительно изменяются. [c.45] Характеристический радиус пор го с ростом содержания дивинилбензола в сополимере от 15 до 60 % уменьшается от 2,13 до 1,37 нм. Увеличение доли инертного растворителя от 80 до 130 % также привело к уменьшению характеристического радиуса пор от 2,25 до 1,72 нм. Дальнейшее увеличение количества растворителя на характеристический радиус полисорбов не влияет. [c.46] Кроме того, в порах полисорбов отсутствует эффект наложения адсорбционных потенциалов стенок узких микропор, содержание которых в полисорбах очень невелико (у полисорба 40/100 их доля не превышает 6 % от общего объема пор). [c.47] Это различие между полимерными адсорбентами и активными углями использовано в технологии, так как благодаря меньшей энергии адсорбции легче извлечь адсорбированное вещество растворителем или отгонкой паром из полисорба, чем из актив-ного угля, а следовательно, регенерация полисорбов при помощи растворителей значительно экономичнее, чем регенерация этим методом микропористых адсорбентов, к которьш относится подавляющее большинство активных углей. [c.47] Вернуться к основной статье