СИЛИКАГЕЛЬ, Его получение, свойства и применение

Разделительная способность силикагеля в зависимости от пористости

Полнота и скорость разделения смесей зависят от при­роды адсорбента, от характера его пористости и от рас­пределения пор по их размерам. Знание этой зависимости могло бы указать путь подбора адсорбентов для разделения той или иной смеси. Наличие силикагелей разных струк­турных типов дало возможность исследовать влияние ха­рактера пористости этих адсорбентов на их способность к разделению некоторых веществ, обладающих различной электронной структурой и различными геометрическими свойствами молекул.

В работах [335, 3361 проводили исследования влияния пористости силикагелей на разделение смеси бензол — геп­тан. Разделительную способность оценивали по количест­ву адсорбированного бензола до его проскока за слоем по­глотителя, рассчитанного на 100 г силикагеля по уравне­нию [377]

_ ЮР • т ■ Nd А~ (100 - п) G »

Где т — объем выделившегося чистого гептана; п — со­держание бензола в растворе; G — навеска силикагеля, В г; D — плотность ароматического соединения.

Разделительная способность силикагеля зависит от его структуры (табл. 42), она тем выше, чем больше в нем мел­ких пор. Крупнопористые силикагели не обладают спо­собностью к разделению.

Для выяснения вопроса — можно ли связывать разде­лительную способность силикагеля с величиной его удель­ной поверхности, были испытаны два силикагеля — мел­копористый и крупнопористый — с одинаковой удельной поверхностью. Результаты испытания показали (табл. 43), что они резко отличаются по способности к разделению смеси бензола и гептана.

Таблица 42

Структурные характеристики силикагелей и их разделительная спо­собность

Серия

Номер образца

6,

Г/см'

Vs.

См'/г

Vs,

См'/г

V0.

См'/г

^пер, См'/г

Средняя поверх­ность, М'/г

Актив­ность по

С. Н., См'/Ш г

А

119

1,02

0,63

0,49

0,34

0,15

620

15,3

119а

1,11

0,44

0,44

0,33

0,11

15,3

136

1,11

0,40

0,40

0,29

0,11

15,0

122а

1,16

0,33

0,30

0,30

0,08

13,6

122

1,18

0,41

0,41

0,26

0,15

12,8

121

1,16

0,43

0,43

0,35

0,08

13,9

Б

144

1,28

0,36

0,36

0,36

600

14,9

124

1,41

0,27

0,27

0,27

13,6

117

1,34

0,28

0,26

0,26

13,3

1266

1,32

0,29

0,29

0,29

14,2

123

1,31

0,28

0,28

0,28

13,0

92

1,36

0,26

0,26

0,26

12,4

В

70

0,89

0,78

0,70

0,15

0,63

270

6,3

Г

104

0,75

0,99

0,88

_

6,2

83

0,75

0,95

0,95

5,8

71

0,71

1,23

1,19

6,1

Е

116

0,48

1,60

1,60

0,10

1,50

320

1,2

Таблица 43

Разделительная способность силикагелей разной пористости

Структурный тип

S, м'/г

Актив­ность *

Состав адсорбирован­ного вещества, %

Свн„ ( с7н18

Крупнопористый

320

1,2

11,2

88,8

. Однороднотонкопорис-

43,0

Тый

315

10,5

57,0

* Активность выражается в граммах адсорбированного бензола До его проскока за слоем адсорбента, рассчитанного на 100 г силикагеля.

Известно, что благодаря возможности специфического взаимодействия я-электронных связей бензола с протони - зированным водородом гидроксильных групп поверхности силикагеля он адсорбируется лучше, чем гептан. Кроме того, молекулы бензола, как более мелкие, диффундируют

В поры адсорбента быстрее, чем более крупные молекулы геп­тана.

Существенную роль диффу­зионных явлений в динамиче­ских условиях разделения сме­сей подтверждают опыты по ис­следованию разделения системы метилциклопентан — метилцик - логексан, «-гептан-метилцикло - пентан, капроновая кислота — пропионовая кислота. При про­пускании этих смесей через слой мелкопористого силикагеля в первый момент наблюдается из­бирательная адсорбция компо­нента с молекулами меньшего размера. Между тем в статичес­ких условиях поглощения лучше адсорбируется компонент с бо­лее тяжелыми молекулами.

Разделительная способность силикагеля в зависимости от пористости

Рис.

T,MUH

49. Выходные кривые компонентов пиролизного га­за:

/ — водород; 2 — метай и воз­дух; 3 — этаи; 4 — этилеи; 5 — Пропан; 6 — пропилеи; 7 — бу­тилен, полученный на силикаге­лях разной структуры (а — № 6; б — № 5; в — № 4).

Структуры

Ролизного газа. Как понентов пиролизного газа (рис. 49) и данных табл. 44, разделительная способность силикагеля тем больше, чем меньше диаметр его пор.

Эти авторы показали, что разность теплот адсорбции AQ и критерий разделения для пара этан — этилен заметно возрастают с увеличением удельной поверхности силикагелей (см. табл. 44). Полнота разделения определя­ется расстоянием между пиками (см. рис. 49). Однако чрез­мерное увеличение этого расстояния является в то же вре­мя вредным, так как при этом анализ становится более про­должительным. Кроме того, на силикагелях с высокой адсорбционной активностью наблюдается большое размы­тие хроматографических зон [338]. Поэтому для анализа

Вяхирев с сотрудниками [338] исследовал влияние пористой силикагелей на разделение компонентов пи - видно из выходных кривых ком-
смесей выгоднее использовать силикагель с большим диа­метром пор, так как в этом случае значительно сокраща­ется время анализа и меньше размываются пики.

Таблица 44

Разность теплот адсорбции этана и этилена на силикагелях разной структуры

Силикагель

6, г/см3

S, м'/г

Диаметр

Пор, Д

Порис­тость, %

ДО, К ал/моль

К!

1

0,72

264

141,6

68,2

173

0,5

2

0,64

310

144

71,4

234

0,5

3

0,76

324

107

66,0

208

0,5

4

0,76

354

94,4

65,5

225

0,5

6

1,30

427

30,2

42,0

226

0,655

Киселев и Яшин [339] показали, что для каждой обла­сти температур кипения анализируемых веществ существу­ет оптимальная пористость адсорбента.

Таким образом, размер пор адсорбента играет существен­ную роль при разделении компонентов смесей.

СИЛИКАГЕЛЬ, Его получение, свойства и применение

Конструирование пористой структуры Из порошков силикагелей

Метод формирования пористых структур из ксерогелей при помощи связующих приобретает большой интерес в связи с возможностью конструирования весьма эффектив­ных в катализе бидисперсных структур катализаторов и носителей и, с другой стороны, …

СИЛИКАГЕЛЬ получение, свойства и применение

И. Е. НЕЙМАРК Р. Ю. ШЕЙНФАЙН Отличительная черта современного развития химической и нефте­химической промышленности — широкое применение адсорбентов и ка­тализаторов. Наряду с химическим составом и природой поверхности, эффективность адсорбентов и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.