АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Адсорбция газов и паров на переходно-пористой поверхности. Каппилярная конденсация, ее законом-ти. Петля гистерезиса.

Сп-сть пористых тел адс-вать в-во из г-ой фазы зависит как от природы взаимод=щих в-в, так и от стр-ры пористого тела. Для макропористых тел стр-ый фактор им малое значение, но уже для переходнопористых адсо-ентов его значение сильно возрастает, что обусловлено проявлением капиллярных сил. Проявление этих сил с ростом дисп-сти тела (суменьшением среднего диаметра пронизывающих его пор) непоср-но связано со сродством адс-ата и адс-ента. Такое сродство д.б. дост-но сильным, чтобы пов-сть тв-ого тела смачивалась ж-тью, появл-ся в рез-те конд-ии пара в порах. Только при условии смачивания капиллярные силы будут втягивать адс-ат в поры и обесп-ать высокую адс-нную емкость переходнопористого тела.

Адс-ция на переходнопористых телах происх, в осн-ом по механизму капиллярной конд-ции, к-ая начинает прояв-ся при опред-ой степени заполнения пов-сти адсорбента (Θ) или при определенном значении парц-ого давл адс-ата. При этом поверхн. эн адс-ента почти полн скомп-на в рез-те полимол-ной адс-ии, а микропоры(при их наличии) заполнены адс-атом. По мере ув-ия парц-ого давл адс-ата капил-ая конд-ция протекает во все б и более крупн порах, радиус крив пов-сти к-ых r (при усл полного смач-ия)

При смачивании (отрицательная кривизна) конденсация в порах наступает при давлении, значит-но меньшем давления нас-го пара адс-ата при этой темп-ре (p < ps). Адс-нный потенциал ε в этом случае имеет вид

т.е. в теории капиллярной конденсации он равен капил-ому потенциалу. Для переходнопористых адс-ентов хар-на изотерма капиллярно-конд-ого гистерезиса, начало появления (и интенсивность) к-ого зависит от природы адс-ата и адс-ента (в том числе от формы пронизывающих адс-ент пор). Адс-ция в конусообр порах начинается со дна поры, в месте наиб-ей кривизны пов-сти, капиллярно-конденсац-ый гистерезис отс-ует (рис. 4.12, а). В цилиндрических порах с одним откр-ым концом конд-ция начин-ся со дна пор, где кривизна сферическая, а, зн, наиб; кривые адс-ции и дес-ции также совпадают (рис. 4.12, б). Если у цилиндрической поры тогоже диаметра открыты оба конца, то конденсация начинается на стенках цилиндра, кривизна пов-сти в этом случае в 2 раза меньше, чему сферы того же радиуса. Заполнение поры происх при большем давл, чем в случае полуоткр поры. Конд-ция на стенках цилиндрической поры приводит к ум-ию ее диаметра, что вызывает мгновенное заполнение поры при парциальном давл адс-ата, соотв-щем началу конденсации. Дес-ция же может начаться только при давл, соотв-щем рад кривизны сфер-их менисков, образ-ся на концах поры; т.о., опорожнение цилиндрич откр поры происх при меньшем давлении, чем ее заполнение, что и обусл-ет появление петли капиллярно-конд-ого гистерезиса (рис. 4.12, в).

Гистерезис адсорбции–десорбции может быть обусловлен и иными причинами, в частности, гистерезисом смачивания.

δ определяют при том же парц. Давл адс-ата (pi) в отд-ом экспер-те по адс-ии на непористых или макропористых адс-ентах той же природы (при отс-ии капилляр конд-ции) и находят по ф-ле:

33. Адсорбция газов в микропорах. Теория объемного заполнения.

Размеры микропор сравнимы с размерами мол-л адсорбата, к-ые, попадая в микропоры, интенсивно взаимод-ют как друг с другом, так и со стенками микропоры. В микропорах происх объемное заполнение адс-ого пр-ва, поэтому за осн геометрический параметр микропористого адс-ента целесообразнее принимать не поверхность, а объем микропор. Зак-сти заполнения микропор не следуют теории капиллярной конд-ции, поскольку в микропорах происх перекрытие полей пов-ых сил противоположных стенок поры, что значит-но повышает эн адс-ции и искажает профиль мениска конденсата в порах (рез-том этого явл-ся дополнительное всасывание адс-ата вследствие резкого ув-ия адс-ого потенциала). Поскольку размеры пор и молекул адс-ата сопоставимы, происх резкое ув-ие адс-ции в обл малых равнов давлений адс-ата; гистерезис при адсорбции в микропорах не наблюдается.В основу теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ) лежат предст потенц теории адс-ции Поляни с осн двумя параметрами – адс-ым потенциалом (ε) и адс-ым (V):

Используя представления Поляни и обширный эксп-ый материал, М.М. Дубинин с сотр. пришли к выводу о возм-сти исп-ия ф-ции распред-ия Вейбулла в кач ф-ции распределения адс-ого объема по значению адсорбц. потенциала при описании адс-ции на микропор-х адс-ентах:

Адс-ый метод исп-ют также для очистки воздуха от диоксида серы, сероводорода и других агрессивных вредных газов. Адс-ция газов и паров широко примен для извлечения отд-ых компон-ов газовых смесей и полного разделения этих смесей. С начала XX в. активированные угли используются для очистки воздуха от разл рода отравляющих в-в (противогазы и др.). Адс-ция применяется для повыш теплотворной спос-сти прир газа, предотвр-ия обр-ия ледяных «пробок» в трубопроводах, обеспечения сухой атмосферы на пр-ве и т.д. Огромную роль адс-ция играет в гетерогенном катализе, когда на повсти кат-ра происх конц-ние компон, ориентирование их мол-л и их переход в активир-ое состояние, что ускоряет превр-ия в-в. Питание растений СО2 из воздуха связано с предварительной обязат адс-ей газа на листьях. Дыхание жив и ч-ка протекает в рез-те предварительной адсорбции кислорода на пов-сти легких.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 965 | Нарушение авторских прав