Силикагель, его получение, свойства, примение - Неймарк И.Е.
Скачать (прямая ссылка):
8 3-595
113
Дополненная классификация сорбентов
5 е"
V х о о- ^
Характер пористости
Подгруппа
Форма изотермы
Непористые
Однородно-крупнопористые
Однородно-мел копористые
III
Смешанной структуры
IV
Однородно-среднепористые
а) Адсорбенты с жесткой структурой скелета
б) Адсорбенты с нежесткой структурой скелета
а) Однородноуль-трапористые
б) Однороднотон-копористые
а) Адсорбенты смешанной структуры, обладающие двумя разновидностями однородных пор
б) Смешанной структуры, у которых развиты мелкие поры
в) Смешанной структуры, у которых преобладают крупные поры
Б-образная без гистере-зисной петли Малый подъем — в области низких относительных давлений и резкий— в области давлений, близких к насыщению То же
Резкий подъем в области низких р/р$ и быстрое достижение насыщения.
Сорбционное равновесие обратимо для всех веществ, включая вещества с малым размером молекул
Гистерезисная петля для веществ с крупными молекулами отсутствует, появляется только при переходе к веществам с малыми молекулами Резкий подъем — в области низких и второй резкий подъем — в области средних относительных давлений
Резкий подъем в области низких и второй, менее резкий, в области средних относительных давлений
Небольшой подъем в области низких и резкий в области средних относительных давлений За начальным адсорбционным процессом наступает резко выраженная капиллярная конденсация
114
Та
блица 34
Форма кривой распределения V, Сравнение величин 3 и 5'
Резкий максимум, соответствующий величинам эффективных радиусов 50—120.4 «1 5 = 5'
То же «1 5 = 5'
Переходные поры отсутствуют. Резко выраженный эффект ультрапористости 1 5» 5'
Максимум, соответствующий величинам радиусов 10—20А ~1 5 » 5'
Два максимума Уа < Упер
То же Уа > Упер
Размытый максимум V* < Кпер Я> 5'
Резкий максимум при средних значениях радиусов пор /.<! 5^5'
115
Характеристика силикагелей разных структурных типов
Структурный тип Подгруппа Номер образца 6, г]см' У? см'/г
Однородномел- а) Однородноультра- 204 1,50 0,23
копористые пористые 337 1,42 0,25
б) Однороднотонкопо- С-200 1,23 0,37
р истые СМ-2 1,22 0,37
Однородное ред- — 340 0,94 0,61
непористые 336 0,76 0,85
Смешанной а) Обладающие двумя
структуры разновидностями од-
нородных пор б) Развиты мелкие 75 0,79 0,82
84 1,08 0,47
поры 82 0,94 0,61
в) Преобладают круп- 61 0,70 0,98
ные поры 62 0,64 1,11
Однородно- а) С жестким скеле- 0,47 1,67
крупнопористые том б) С эластичным ске- Е
летом Ж 0,22 4,05
За адсорбционным процессом на образцах с такой структурой наступает резко выраженная капиллярная конденсация паров, о чем свидетельствует наличие на изотерме капиллярно-конденсационного гистерезиса. Поверхность их скелета и адсорбционной пленки практически совпадают (5 = 5'). Кривые распределения объема пор по величинам их эффективных радиусов обладают резким максимумом.
Особенностью третьего структурного типа адсорбентов является однородность размеров мелких пор. При малых относительных давлениях они плотно заполняются, а капиллярная конденсация в них наблюдается лишь при адсорбции полярных веществ с малым размером молекул (метилового спирта, воды). При поглощении органических неполярных веществ гистеризиса нет, поверхность скелета гораздо больше поверхности адсорбционной пленки.
Адсорбенты со смешанной структурой отнесены Киселевым к четвертому типу. В них, наряду с мелкими порами, имеются в большом количестве переходные и даже макропоры. Для них не наблюдается равенства 5 и 5'.
•116
Таблица 35
V 5 см'/г Уа по адсорбции спиртов, см'/г V * пер Поверхность, мг/г
бутилового метилового 5'
0,22 0,17 0,23 1 510 28
0,25 — 0,25 — 1 527 28
0,37 0,29 0,34 0,03 0,92 750 42
0,37 — 0,34 0,03 0,93 800 80
0,61 — 0,26 0,35 0,42 560 _
0,95 — 0,21 0,64 0,25 460 —
0,81 0,26 0,27 0,45 0,33 725 450
0,47 0,29 0,30 0,17 0,64 580 226
0,61 0,23 0,26 0,34 0,43 625 338
0,98 0,17 0,16 0,81 0,17 435 462
1,10 0,12 0,13 0,94 0,12 300 290
1,67 — 0,10 1,57 0,07 320 320
4,05 — 0,32 3,70 0,12 — 350
Классификация адсорбентов Киселева выгодно отлит чается от классификации Келинг, так как она позволяет на основании сравнительно небольшого числа испытаний предсказать адсорбционные свойства адсорбентов. Однако первая, как это считает и сам ее автор,.несколько условна и подлежит уточнению и расширению по мере совершенствования методов исследования и накопления новых данных.
Анализируя адсорбционные свойства более широкого набора образцов различных гидрофильных сорбентов, Ней-марк [255] пришел к выводу, что классификация Киселева может быть дополнена и уточнена разделением основных трех структурных типов на подгруппы (см. табл. 34).
Быков [256, 257] считает целесообразным выделить внутри четвертого типа две предельные группы, необходимые для более полной характеристики природных сорбентов.
В табл. 35 приведена структурная характеристика типичных силикагелей, полученных и исследованных в нашей лаборатории, а на рис. 42—49 изотермы сорбции метилового
