СИЛИКАГЕЛЬ, Его получение, свойства и применение

Выяснение надежности различных методов исследования структуры силикагелей

Одним из критериев правильности того или иного мето­да определения структуры адсорбентов является сравне­ние полученных результатов с данными других независи­мых методов. Сопоставление структурных характеристик,

Таблица 39

Структурные характеристики силикагеля Е, вычисленные из изотерм адсорбции

Адсорбируемый пар

S, М'/г

S'. МЧг

Vs> СмЧг

D. А

Метиловый спирт

330

300

1,73

220

Бензол

330

1,72

190

Гептан

330

1,72

190

Среднее:

330

320

1,72

200

Найденных применением различных методов исследования, позволяет оценить пригодность и точность последних и, следовательно, допустимость ряда упрощений, лежащих в основе их расчета. Это обстоятельство предопределило большой интерес к изучению структуры адсорбентов не­зависимыми методами.

В работе [125] в качестве модельного образца выбран силикагель Е, пористость которого доступна изучению тремя наиболее распространенными независимыми метода­ми — адсорбционно-структурным, порометрическим и элек - тронномикроскопическим. На этом образце были исследо­ваны адсорбционно-десорбционные изотермы для паров бензола, гептана и метилового спирта, из которых опреде­лены величины удельной поверхности скелета S и адсорб­ционной пленки S', образующейся на стенках пор к нача­лу гистерезиса [125] (табл. 39). Как видно из таблицы, величины поверхностей пленок S', образовавшихся к на­чалу гистерезиса на стенках пор, и величины объемов жидкостей Vs, адсорбируемых из паров при полном
насыщении, не зависят от природы пара. Кроме того, ве - личины S и S' практически равны величине поверхности самих стенок. Это показывает, что силикагель Е не со­держит мелких пор, плотно заполняемых в первичном, Чисто адсорбционном процессе.

Из десорбционных ветвей изотермы по уравнению Том­сона вычислены кривые распределения объема пор по ве-

.. гмг

Выяснение надежности различных методов исследования структуры силикагелей

Рис. 46. Кривая рас­пределения объема пор силикагеля Е по эф­фективным радиусам, вычисленная из изотер­мы адсорбции.

ДІ/ з/ :

Выяснение надежности различных методов исследования структуры силикагелей

600В, А

J---- кг п

1200 С^ІР

7500 500 300 200 150 120 100 В, А

Рис. 47. Интегральная (а) и дифферен­циальная (б) кривые распределения объема пор по величинам их эффек­тивных диаметров по порометрическим данным.

Личинам их эффективных радиусов (рис. 46). Они указы­вают на весьма однородную пористость образца. Наиболее вероятные величины эффективного диаметра пор, соответ­ствующие максимумам кривых с поправкой на толщину адсорбционного слоя, удовлетворительно совпадают для весьма различных по природе и размерам молекул веще­ств (см. последний столбец табл. 39).

На рис. 47 изображена кривая распределения объема пор, полученная при помощи пороз им етра. При повышении давления до 50Qo атм, что соответствует эффективному диаметру в 300 А, в поры входит только 0,4 смъ! г ртути
или всего около 25% от общего объема пор силикагеля. Образец этот не имеет пор крупнее 600 А в сколько-нибудь заметном количестве. Это подтверждается также совпаде­нием величины суммарной пористости, определенной по данным кажущейся и истинной плотностей (1,68 г! см3) С приведенной в табл. 39 величиной объема жидкости, сор­бируемой при насыщении па - ду „, . рами. тг»/о

Об однородной пористости образца Е также свидетельству­ет кривая распределения объемов пор по диаметрам, рассчи­танная из электронномикрос - копических данных. В этом слу­чае максимум кривой соответ­ствует диаметру пор 220 А (рис. 48). Таким образом, видно, что все три независимых метода да­ли согласующиеся результаты.

Известно, что большинст­во адсорбционных характери­стик пористых тел можно по­лучить из данных капиллярно - конденсационной части изотермы (5', г, Vs). Произведен­ные таким образом расчеты, основанные на теории капил­лярной конденсации, содержат ряд упрощающих допуще­ний. Важно было выяснить, насколько последние оправды­ваются для оценки пористой структуры. Для этого иссле­дованы [128] адсорбционно-десорбционные изотермы паров многих веществ, резко отличающихся по своим химиче­ским свойствам и молекулярным константам (разные моляр­ные объемы, величины поверхностного натяжения и др.), на наиболее крупнопористом образце эталонного ряда — си - ликагеле Е. Надежность адсорбционно-структурного метода проверяли сопоставлением с результатами, полученными другими независимыми методами.

На основании анализа данных табл. 40 авторы [125] пришли к следующим выводам:

Ьд

Зо Го Ю

Выяснение надежности различных методов исследования структуры силикагелей

100 200 300 А, Я

Рис. 48. Кривая распределе­ния объема пор по их диамет­рам для силикагеля Е, вычис­ленная из электронномикрос - копических снимков.

1. Величины Vs для всех паров близки друг к другу (правило Гурвича), а также к объему пор, полученному из измерения кажущейся и истинной плотностей (табл. 43). Никакого определенного хода этих величин с изменением молекулярных констант жидкостей не наблюдается.

2. Рассчитанные величины поверхности адсорбционной

А

Пленки по формуле S' = j" ■ -- для разных по природе

К

Веществ мало отличаются между собой (5' = 305 ±10), что говорит о допустимости сделанных при расчете упро­щений — Ah соответствует началу гистерезиса, ст не за­висит от а в области капиллярной конденсации. С другой

Таблица 40

Капиллярио-кондеисационные характеристики структуры силикагеля Е

Жидкость

VSi см'/г

S, м'/г

Толщина адсорбци­онного слоя к началу гистере­зиса, Д

Наиболее диаметр

D

Вероятный пор, Д

D + 2т

Вода

1,66

275

2

226

230

Азот

1,76

315

10

200

220

Метиловый спирт

1,73

290

5

248

258

Бензол

1,70

305

4

168

176

Изопентан

1,67

315

8

164

180

Трпэтиламин

1,64

310

1

196

210

Н-гептан

1,74

330

5

176

186

Стороны, этот вывод подтверждается близостью величины S' = 305 ± 10 м2/г к поверхности скелета S = 315 м2/г, Определенной независимым методом по начальной чисто адсорбционной части изотермы адсорбции паров азота (S = 315 ж2/г по методу БЭТ).

3. Вычисленные по уравнению Томсона диаметры пор йт образца Е с поправкой на толщину адсорбированного слоя (DT + т) близки между собой (210 ± 25) и к величине

А

4 у

, рассчитанной из соотношения Ds

Также к величинам, полученным неадсорбционными мето­дами (табл. 47). Хорошее согласие приведенных данных подтверждает пригодность адсорбционных методов для оцен­ки пор однородно-крупнопористых адсорбентов, хотя ОНИ и основаны на упрощенном представлении об их форме (цилиндрические).

Таким образом, использование в качестве адсорбента силикагеля Е позволило сделать заключение о надежности изучения структурных характеристик пористых тел ме­тодами теории капиллярной конденсации.

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 …

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 …

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.