Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лисичкин Г.В. -> "Химия привитых поверхностных соединений " -> 168

Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.

Лисичкин Г.В., Фадеев А.Ю. Сердан А.А., Нестеренко П.Н. Химия привитых поверхностных соединений — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 592 c.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка): himiyprivitihpoverhnostnihsoedineniy2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 300 >> Следующая

Уравнение (6.40) представляет собой частный случай фундаментального уравнения Юнга — Лапласа, описывающего равновесие мениска в цилиндрической поре, и не содержит никаких допущений о природе жидкости. Первые эксперименты [211, 212] и подавляющее число последующих работ по методу вдавливания было выполнено с использованием ртути (см. разд. 6.7). Выбор ртути в качестве оптимальной порометрической жидкости обусловлен тем, что большинство практически важных твердых тел не смачиваются ртутью. В настоящее время ртутные поромеры повсеместно вошли в научную и технологическую практику, а ртутная порометрия является одним из самых быстрых, простых и надежных методов определения размера пор и распределения объемов пор по размерам для крупнопористых носителей. Кроме ртути, в качестве порометрической жидкости применяли также другие легкоплавкие металлы (галий, индий) и сплавы (сплав Вуда). Дополнительные преимущества данной разновидности метода состоят в том, что после охлаждения образца, содержащего вдавленный металл, до комнатной температуры можно исследовать распределение металла в порах методами микроскопии [213].
Вероятно, первая публикация об использовании воды в качестве несмачивающей жидкости для исследования пористой структуры появилась в 1963 г. [214]. В этой
6.8]
Исследование гидрофобных пористых тел
331
работе проводилось исследование вдавливания воды в поры кремнеземного материала (диатомит), гидрофобизованного диметилдихлорсиланом. Приняв значение угла смачивания водой стенок пор равным 117°, авторы обнаружили хорошее соответствие между средними радиусами пор носителя, полученными с использованием воды и ртути. В [215, 216] метод вдавливания воды был применен для исследования пористых электродов, изготовленных из гидрофобных материалов (фторопласт, графит).
Принципиальная схема установки для исследования вдавливания воды в поровое пространство гидрофобных носителей [217] в целом аналогична устройству ртутного по-ромера высокого давления. В процессе измерений образец с водой подвергается обжимающему давлению, и измеряется зависимость объема системы как функция давления при постоянной температуре (изотерма вдавливания). Типичные изотермы вдавливания воды в мезопористый кремнезем, гидрофобизованный алкилсиланами, приведены на рис. 6.16. «Полочка» на порограм-
мах, сопровождающаяся уменьшением объема системы, соответствует процессу интрузии жидкости в поры. Как видно, при сбросе давления выход воды из пор происходит при значительно меньшем давлении, т. е. процесс заполнения — освобождения пор характеризуется значительным гистерезисом.
Рис. 6.16. Водяные порограммы силикагеля КСК-Г (диаметр пор 10,5 нм), обработанного октилди-метил- (J); бутилдиметил- (2) и триметилхлорсиланом (3)
Прямая и обратная задача метода водяной порометрии. Прямая задача всех порометрических методов состоит в определении параметров пористой структуры исследуемого образца. Методы, основанные на вдавливании жидкости, позволяют определять средний гидравлический диаметр пор, распределение объема пор по размерам, общий объем и поверхность пор [202]. Как видно из рис. 6.17, методом водяной порометрии можно исследовать распределение объемов пор по размерам для широкого круга гидрофобных пористых носителей различной природы.
Рис. 6.17. Дифференциальные кривые распределения объемов пор по размерам, полученные методом водяной порометрии: полипропилен (А); кремнезем Дурапор, обработанный триметилхлорсиланом, Дурапор/ТМС (Б); макропористое стекло МПС-150/ТМС (В); сополимер стирол — дивинилбензол (Г); силикагель КСК-1/ТМС (Д) [206]
332
Методы исследования состава и строения привитых слоев
При определении структурных параметров носителя методом вдавливания воды необходимо принимать во внимание следующие обстоятельства:
• не учитываются гидрофильные поры;
• распределение пор по размерам может изменяться при закреплении на поверхности слоя гидрофобизующего вещества (подробнее см. пояснения к рис. 6.17);
• угол смачивания обычно полагают независящим от давления, что, строго говоря, нуждается в проверке.
Вопрос об угле смачивания стенок пор является традиционно неопределенной проблемой для всех методов вдавливания, и метод водяной порометрии не является исключением. Как следует из прямых измерений (см. разд. 5.7), углы смачивания водой монослоя триметилсилильных групп на планарных поверхностях составляют ~ 100-108°. Однако наилучшее соответствие размеров пор, полученных методами ртутной и водяной порометрии, для кремнеземных носителей, гидрофобизованных триметилхлорсиланом, наблюдается, если принять значительно более высокие значения угла ~ 120° (табл. 6.9). В настоящее время непонятно, является ли данное
Таблица 6.9
Средние эффективные диаметры (нм) наиболее вероятных пор, измеренные
различными методами [206]
Носитель Вдавли- вание воды Вдавливание ртути (61= 140°) Капиллярная конденсация бензола Расчет диаметров горловин пор для силикагелей по глобулярной модели [218]
Пористый полипропилен Владипор* 760 750 - -
Кремнеземный носитель Дурапор** 205 210 - 150
Предыдущая << 1 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 300 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed