Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 107

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 310 >> Следующая

Айлер использовал вышеприведенное кубическое уравнение (1), чтобы подсчитать радиус первичной частицы аэрогеля Я. Результаты этого подсчета показаны в табл. 5.3. Может выз-
Таблица 5.2
Характеристики прессованного аэрогеля (по данным [137])
Обозначения на рис. 5. 6 Давление при прессовании, кг/см2 Объем пор, см3/г Удельная поверхность, м2/г
А 0 2,38 906
В 2 000 1,28 858
С 10 000 0,40 660
668
Глава 5
О 0,5 0,977
P/Po
Рис. 5.6. Изотермы адсорбции и десорбции азота на аэрогеле.
А — образец аэрогеля рыхлый, неуплотненный; В — образец уплотнен под давлением 2000 кг/см2; С — образец уплотнен под давлением 10 ООО кг/см2. По данным [137].
вать некоторое удивление тот факт, что подсчитанное значение удельной поверхности для случаев разделения неконтактирую-щих частиц оказывается значительно большим по сравнению с измеренным по адсорбции азота для образца, который лишь
Таблица 5.3
Расчет размеров первичных частиц прессованного аэрогеля
Объем пор, см3/г ^.Пористость, см3/см3 аэрогеля Координационное число и Удельная поверхность, м2/г (эксперимент) R, нм (расчет) SQ, м2/г (расчет)
2,38 0,84 "3,35 906 1,06 1297
1,28 0,74 3,7 858 1,08 1273
0,4 0,47 6,2 660 1,00 1375 Среднее значение 1315
Силикагели и порошки
669
слегка спрессовывался за счет удаления жидкого азота. Сравнительно согласующиеся между собой значения для R находились в интервале 1,00—1,08 нм, а соответствующее среднее значение удельной поверхности составило 1315 м2/г.
Такие исследования являются наглядным доказательством того, что свойства гелей кремнезема можно объяснить на основе трехмерных агрегатов непористых аморфных сферических частиц кремнезема, различающихся по размерам и по значениям плотности упаковки, даже для случая частиц, имеющих размер только 20 А.
Характеристики пор по изотермам адсорбции
Синг [8] представил исключительно четкое и сжатое описание изотерм адсорбции и способов их интерпретации на основе распределения пор по размерам. Как показано на рис. 5.7,
А В С D Е
Рис. 5.7. Зависимость объема адсорбированного пара и заполнения пор жидкостью от парциального давления. (По данным Дилера [2], с разрешения
Cornell University Press.)
пары таких веществ, как азот или вода, адсорбируются в пористом силикагеле или в порошке во всевозрастающих количествах по мере увеличения относительного давления пара р/р,о, где ро — давление насыщенного пара выбранной в качестве ад-сорбата жидкости.
Начинаясь с давления, равного нулю (точка А), типичная изотерма адсорбции содержит несколько ступеней. Прежде всего наблюдается, что с ростом давления возрастает доля поверхности, покрываемая адсорбируемыми молекулами (точка В). В определенной точке на кривой (вблизи С) поверхность пол-
670
Глава 5
ностью покрывается одним слоем молекул. На этой стадии будут также заполняться адсорбатом поры, которые имеют диаметр только в два—три раза больше, чем диаметр молекулы адсорбируемого вещества. При более высоком значении относительного давления (точка D) начнут заполняться поры большего размера. Когда давление близко к давлению насыщения Ро (точка Е), то жидкость заполнит все поры, что дает возможность измерить объем пор. Вначале предполагали, что диаметр пор мог быть подсчитан из уравнения Кельвина [138], полученного на основании теории, согласно которой жидкость остается в порах даже в том случае, когда давление пара оказывается ниже, чем давление жидкой фазы, так как давление пара жидкости в таких порах понижается из-за эффектов поверхностного натяжения в тонких капиллярах. Уравнение Кельвина [138] связывает давление пара р, при котором пар будет конденсироваться в цилиндрическом капилляре радиусом гк-
__-2оУ cos 0
Гк~~ RT • 2,303 lgp/po
о — поверхностное натяжение жидкого азота при его температуре кипения (—195,8°С), равное 8,85 эрг/см2; 9 —угол смачивания, принимаемый равным нулю, так что cos 9=1; V — мольный объем жидкого азота, равный 34,7 см3; Я — газовая постоянная, равная 8,314-107 эрг/(град• моль); Т — абсолютная температура, равная 77 К.
В случае азота уравнение Кельвина упрощается:
, 4,146
Г*_ IgPo/P
где ги—-радиус капилляра, который заполняется при парциальном давлении pipa. Однако это оказывается справедливым в основном только для капилляров сравнительно большого размера. Когда же диаметр капилляра приближается к молекулярным размерам, то необходимо принимать во внимание следующее: когда р/ро превышает 0,2—0,3, то даже плоская поверхность становится покрытой мономолекулярным слоем адсорбата. Например, при р/р0=0,93 образуется слой, равный по толщине четырем молекулам (14 А). Уравнение Кельвина указывает, таким образом, на дополнительное количество адсорбата, добавляемое к количеству, которое сконденсировалось на плоской поверхности при данном значении р/р0. Следовательно, если толщина адсорбированного слоя на плоской поверхности составляет t, то тогда радиус поры гР, которая заполняется при р/ро, будет равен rP = t + rk.
Как показано на рис. 5.8, А, если после полного заполнения снова понижать давление, то часто ход изотермы не совпадает
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed