ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пористая структура активных углей из "Активные угли" Адсорбционные методы разделения и очистки веществ в газовой и жидкой фазах находят все более широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Среди применяемых адсорбентов важное место принадлежит активному углю, отличающемуся высокими адсорбционными свойствами и относительной гидрофобностью поверхности. [c.4] В первом разделе справочника приведены современные представления о пористой структуре активных углей, развитые М. М. Дубининым с сотрудниками, и дан краткий обзор работ по исследованию химической природы поверхности адсорбента. [c.4] Во втором разделе представлена характеристика активных углей, регламентируемая техническими условиями и ГОСТами, а также приведены данные дополнительных исследований, опубликованные различными авторами. [c.4] В третьем разделе даны основные методы испытаний активных углей. Необходимо отметить, что приведенные методы не могут заменить официальных ведомственных инструкций, по которым проводятся приемно-сдаточные и арбитражные испытания продукции. [c.4] В справочнике сохранены единицы измерения физических величин и терминология цитированных источников, а также соответствующих ГОСТов и ТУ. [c.4] Справочник предназначен для научных работников, инженеров и техников, занимающихся разработкой адсорбционных процессов и эксплуатацией установок, в которых в качестве адсорбента применяется активный уголь. [c.4] Активные угли характеризуются полидисперсной пористой структурой с полимодальным распределением объема пор по размерам, когда кривая распределения имеет несколько узких максимумов [1—3]. Особенностью пористой структуры активного угля является то, что она содержит разновидности пор с определенными интервалами размеров для каждой разновидности и отличается таким образом от полидисперсных систем, в которых более или менее равномерно представлены поры всех возможных размеров. В качестве примера на рис. 1 представлено распределение объема пор по эффективным радиусам для активного угля из древесины. [c.5] В зависимости от размеров и роли в сорбционном процессе поры активных углей делятся на три основные разновидности макропоры, переходные поры и микропоры. Эти разновидности пор отличаются также и по механизму происходящих в них сорбционных процессов. [c.5] Макропоры — наиболее крулные поры активного угля с радиусом кривизны поверхности более 1000—2000 А [4, 5]. Радиус макропор настолько велик, что заполнение их вследствие капиллярной конденсации паров при относительном давлении, равном единице, практически не наблюдается. Поверхность этих пор в адсорбционном отношении равноценна поверхности непористых углеродных адсорбентов с близкой химической природой поверхности. [c.5] Адсорбция на поверхности макропор не имеет практического значения в связи с малой величиной удельной поверхности. Макропоры в сорбционном процессе играют роль транспортных каналов, по которым молекулы поглощаемого вещества проникают в глубь зерен сорбента. [c.6] Переходные поры — более мелкие по сравнению с макропорами поры с радиусом кривизны поверхности от 15—16 до 1000—2000 А [1, 2, 4]. Характерной особенностью переходных пор является то, что объем их заполняется в результате капиллярной конденсации паров веществ с молекулами обычных размеров (бензол, азот). Кроме того, при давлениях (концентрациях) ниже тех, при которых наступает капиллярная конденсация, на поверхности переходных пор происходит моно- или полимолекулярная адсорбция паров. Поверхность переходных пор, как и поверхность макропор, в адсорбционном отношении равноценна поверхности непористых углеродных адсорбентов с одинаковой химической природой Поверхности. [c.6] Объем переходных пор большинства известных активных углей. Предназначенных для процессов адсорбции, относительно мал и находится в пределах от 0,02 до 0,10 m z, а удельная поверхность — в интервале от 20 до 70 Однако в отдельных случаях, например для осветляющих активных углей с большими обгарами, предназначенных для поглощения веществ с крупными молекулами, объем переходных пор может достигать 0,7 сж /г, а удельная поверхность 200—450 м г. [c.6] Переходные поры, в зависимости от величин удельной поверхности, могут играть значительную роль при поглощении парообразных веществ в области высоких концентраций, а также при адсорбции из растворов окрашенных веществ с молекулами больших размеров. [c.6] Микропоры — наиболее мелкие поры активных углей с радиусом менее 15—16 А. Характерной особенностью микропор является то, что по размерам они соизмеримы с адсорбируемыми молекулами. Последнее исключает возможность образования мениска и, следовательно, заполнения пор по механизму капиллярной конденсации 14]. Энергия адсорбции в микропорах значительно повышена по сравнению с поверхностью макропор и переходных пор, а также непористых адсорбентов одинаковой химической природы [6]. Согласно современным представлениям, вытекающим из теории объемного заполнения микропор [4, 7], во всем объеме микропор существует адсорбционное поле. В связи с этим представления о послойном заполнении и о поверхности микропор не имеют физического смысла. Объемы микропор активных углей обычно находятся в интервале 0,20—0,60 m z. [c.6] Вернуться к основной статье