Porózus adszorbensek, a porózus testek kocka általi osztályozása

A porózus testek G / T típusúak. Ezek szilárd gélek, amelyek szerkezetét háló vagy keretként lehet ábrázolni. A kemisorpció erõinek köszönhetõen az adszorbens kölcsönhatás, a van der Waals erõk és a kapilláris jelenségek. A porózus adszorbens van egy nagy felületű és sokkal hatékonyabbak, mint a test porózus szintetizáljuk két módszer: koagulált gélekkel, majd szinterezzük; vagy természetes porózus anyagokat agresszív gázokkal vagy folyadékokkal kezelnek a pórusok felszabadítására, és spongyos szerkezetet kapnak.

A porózus testeket P porozitás jellemzi. Ez a testben lévő üregek aránya,% -ban kifejezve:

ahol az a∞ egy adott rétegben lévő egyrétegű anyagban a korlátozó adszorpció;

V 'a moláris térfogat;

d az anyag azon sűrűsége, amelyből a test áll;

dk a porózus test sűrűsége.

MM Dubinin a porózus testek következő osztályozását javasolta:

a) makropórusos testek: a pórusátmérő 100-200 nm, Sud - 0,5-2 m 2 / g. Főleg monomolekuláris adszorpció;

b) átmeneti porózus (kapilláris porózus) testek: a pórusátmérő 1,5-100 nm, Sd = 200-500 m 2 / g. A gőzök és gázok polimolekuláris adszorpciójával jellemezhető, amely a nyomás emelésekor kapilláris kondenzációvá válik. Ezek közé tartoznak a szilikagélek, az alumogel;

c) mikroporózus testek: a pórusátmérő 0,5-1,5 nm, Súd = 500-1000 m 2 / g.

A porózus és nem porózus adszorbensek általános jellemzői

Nem porózus, alacsony diszperzitású adszorbensek, például BaSO 4. a kémiai reakciók vagy a szilárd anyagok zúzása útján állítják elő. Kis fajlagos felületük Sd = 1-10 m 2 / g. A szuperfinom, nem porózus adszorbenseket a szerves vegyületek nem elégséges égetésével vagy a hidrolízis eredményeként állítják elő. Ezek közé tartozik: fekete korom; az organoszilíniumvegyületek égéséből nyert fehérbor; aeroszillák (szilíciumhalogenidek SiCl4, SiF4 vízgőzös hidrolízisével). Az ilyen adszorbensek fajlagos felülete Scd = 100-200 m 2 / g.

Szuperfinom porózus adszorbenseket használnak tisztítóként, katalizátor hordozóként, dehidrátorként granulák vagy tabletták formájában. Ezek közé tartoznak: keményfa, kajszibarack, kókuszhéj, stb. állati csontszén; szilikagél; természetes szilikátok; alumínium-oxid gélek; alyumosilikageli.

A szén a vízgőz vagy szén-dioxid légkörében 750-950 ° C hőmérsékleten aktiválódik. Ebben az esetben égess ki szerves vegyületeket és gyantákat. Ennek eredményeképpen az adszorbens fajlagos felülete 300-1000 m 2 / g-ra emelkedik. a mikropórusok átmérője 30 - 90 Ǻ. Használt helyreállítására irányuló oldószerek, a gázálarc semlegesítés céljából és t.d.Ugdi SO2 - elektromosan porózus adszorbensek átmeneti típusú.

Szilikagél - hidratált szilícium-dioxid Si02 * nH20, amelynek kristályaiban Si-OH csoportok vannak. A nátrium-szilikát kölcsönhatása 5-10% -os sósavoldattal erős keverés közben történik. Nagyon porózus anyagot kapunk, vízzel mosunk és zúzzuk. Szárított 500 C-on az anyag, amelynek fajlagos felülete Ssp = 400 -500 m 2 / g, pórus átmérője nagyobb, mint az aktív szén. Használt gázok és folyadékok szárítására, t. A szilikagél képes szelektíven felszívni a vízgőzt. Alacsony nyomáson adszorbeál. Ezek anionos típusú adszorbensek. Jól adszorbeált szénhidrogének kettős és hármas kötéssel, kevésbé illékonyak. Az adszorpciós kapacitás különbsége annyira nagy, hogy a szilikagélen különböző telítetlenségi fokú szénhidrogéneket különíthetünk el.

A zeolitok természetes és mesterséges alumínium-szilikátok, amelyek rendkívül finom porózus szerkezetűek. Ezek vizes nátrium-alumínium-kalcium és más fémek, vagyis alumínium-szilikát-só: .. Mer például zeolitot index 13X-Na86 [(A1O2) 86 (SiO 2) 106] 267N2 O. Minden zeolitok kristályos szerkezetű egyértelműen kifejezett szerkezet. Közös tulajdonuk a legkisebb oszlopok jelenléte, egymás közötti kommunikáció az "ablakok" (pórusok) révén. A zeolit ​​kristály üregeinek száma nagyon nagy. A teljes térfogat elérheti a kristály teljes térfogatának felét. Ennek köszönhető, hogy a dehidratált zeolitok kiváló adszorbensek. De ellentétben más adszorbensek (aktív szén, szilikagél, alumínium-oxid, stb) pórusmérete zeolit-ing nagyon kicsi, és az összes pórus azonos átmérőjű. Különböző típusú szintetikus zeolitok esetében a méret 0,3 és 1,3 nm közötti. Következésképpen, a zeolit ​​pórusok molekuláris méretű, miáltal zeolitokat rendelkeznek mind rostálni-képző tulajdonságokat, azaz. E. Átadhatók az üregben a kristály és elnyelik csak egy bizonyos méretet a molekula, nem haladja meg a pórusmérete zeolit. Ezért a zeolitokat molekuláris szitaként nevezik. Szintetikus zeolitok három típusa érhető el az A, X és Y zeolitok A típusú a pórusok 0,3-0,5 nm, és alkalmazunk szárításra és tisztítása szénhidrogén gázok a szén-dioxid és a hidrogén-szulfid, valamint az adszorpciós és elválasztása normál alkánokat származó ezek keverékei más osztályú szénhidrogének. Az X típusú típusú zeolitok 0,8-1,3 nm pórusmérettel rendelkeznek, az Y típus 0,8-0,9 nm. Ezeket katalizátorok előállítására használják.