Adsorption sker i gränssnittet. Därför är det rimligt att betrakta den termodynamiska beskrivningen av ytfenomen som ett specialfall av termodynamiken i heterogena system.
Ris. 3.4. Gibbs adsorption: 1- tvåfas jämförelsesystem, 2- verkligt tvåfassystem med en olikformig region
I termodynamiken för heterogena system används det additivitetsprincipen vilket är följande: alla extensiva egenskaper hos ett heterogent system är lika med summan av motsvarande extensiva egenskaper som faserna skulle ha haft innan de kom i kontakt. Låt oss beteckna faserna med α och β (fig. 4). För ett idealiskt system, så att egenskaperna för faserna nära gränssnittet sammanfaller med deras bulkegenskaper, gäller följande relationer för den inre energin U, volym V, massa (antal mol) n, entropi S efter upprättande av jämvikt i ett heterogent system:
U = U α + U β, V = V α + V β, n = n α + n β, S = S α + S β
Detta förutsätter att temperaturen och trycket i båda faserna är desamma.
För verkliga heterogena system ger övergångsregionen vid gränsen av två faser ett ytterligare bidrag till systemets omfattande egenskaper. Om ytfenomen uppstår bör man ta hänsyn till skillnaden mellan de omfattande egenskaperna hos ett verkligt heterogent system och de omfattande egenskaperna hos ett modellsystem där ytfenomen saknas. Ett sådant system kallas ett jämförelsesystem. Jämförelsesystemet har samma intensiva parametrar (T, P, Ci ...) och samma volym V som det verkliga systemet (Fig. 4).
Ur termodynamisk synvinkel förstås adsorptionsvärdet G som den överskottsmängd av ämne n s, uttryckt i mol eller gram, som ett verkligt heterogent system har i jämförelse med referenssystemet, relaterat till gränsytan eller till ytan. av adsorbenten A. Det antas att jämförelsesystemet har samma intensiva parametrar (T, P, Ci) och samma volym (V = V α + V β) som det verkliga systemet (fig. 4) .
Г = (n - n a - n p)/A = n s/A 3.11
Överskott av termodynamiska funktioner i övergångsområdet för ett reellt system (vi betecknar dem med index s) kan skrivas som
U s = U - U α - U β , n s = n - n α - n β , S s = S - S α - S β etc.
Experimentella mätningar av adsorption ger alltid adsorption exakt som ett överskott av komponenten i det verkliga systemet jämfört med det valda referenssystemet. Till exempel, vid adsorption av gas på en fast adsorbent eller vid adsorption av komponenter på en fast fas, för att hitta adsorptionsvärden, bestäm förändringen i de initiala koncentrationerna av adsorbatet efter kontakten av faserna α och β
n i s = V(Ci o - C i),
Där C i o– initial koncentration av den i:te komponenten, C i– Koncentration av den i:te komponenten efter upprättande av jämvikt mellan de kontaktande faserna. Man tror att volymen Vändras inte. Däremot koncentrationen i komponenten C i Experimentellt erhållen bestäms i volym V' ovanför fasgränsytan utan att ta hänsyn till volymen av den inhomogena regionen av övergångsskiktet V a vid gränssnittet där koncentrationen är Cia. På grund av att det finns en olikformig region i ett verkligt system kan systemets totala volym representeras som V = V' + Va. All kvantitet i-te komponenten C i o kommer att distribueras mellan dessa två volymer:
V C i o = V’ C i + V α C i α ,
och antalet mol av komponenten i adsorberad på gränssnittet kommer att vara lika med
n i s = (V’C i + V α C i α) – (V’ + V α)C i = V α (Ci α – C i) 3.12
Dessa. experimentellt bestämd adsorption är överskottet av den i:te komponenten i volymen V α jämfört med mängden av denna komponent i samma volym långt från fasgränsytan. Denna typ av adsorption kallas Gibbs adsorption. .
V aCi a kallas fullständigt innehåll jag- komponenten i adsorptionsskiktet. I området med mycket låga koncentrationer C i i volym V'ändring V aCi ekvation (3.2) kan försummas och det uppmätta värdet kan beaktas V aCi a fullständigt innehåll jag- komponenten i adsorptionsskiktet, till exempel under gasadsorption på en fast adsorbent vid låga tryck.
REFERENSER
1. Pope M.T, Müller A. Polyoxometalate Chemistry: An Old Field with New Dimensions in Severy Disciplines // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 1991. - V. 30. - P. 34-48.
2. Pop M.S. Heteropoly- och isopolymetallater. - Novosibirsk: Science, 1990. - 232 s.
3. Maksimov G.M. Framsteg inom området syntes av polyoxometallater och studiet av heteropolysyror // Framsteg inom kemi. - 1995. -T 64. - Nr 5. - P. 480-493.
4. Dobrynina N.A. Isopoly och heteropolyföreningar // Journal of Inorganic Chemistry. - 2002. - T. 47. - Nr 4. - P. 577-587.
5. Cartmell E., Foles G.V.A. Valens och struktur hos molekyler. -M.: Kemi, 1979. - S. 272.
6. Fedotov M.A., Samokhvalova E.P., Kazansky L.P. 17O och 183W NMR diamagnetiska och paramagnetiska skift i heterodekawolframat XW10O36- (X=Ln, Th, U) i vattenhaltiga lösningar // Polyhedron. -1996. - V. 15. - Nr 19. - P. 3341-3351.
7. Shiozaki R., Inagaki A., Ozaki A., Kominami H., Yamaguchi S., Ichiha-ra J., Kera Y. Katalytiskt beteende av serier av lantaniddecatung-tillstånd för H2O2 - oxidationer av alkoholer och olefiner. Vissa kemiska effekter av 4fn - elektronen i lantanid(III)jonen på katalyserna // J. Alloys Compounds. -1997. - V. 261. - S. 132-139.
8. Kazansky L.P., Golubev A.M., Baburina I.I., Torchenkova E.A., Spitsyn V.I. Vibrationsspektra av heteropol
anions XW10O36n- // Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Ser. chem. - 1978. - Nr 10. - P. 2215-2219.
9. Kolenkova M.A., Kerin O.E. Metallurgi av spår- och lätta sällsynta metaller. - M.: Metallurgi, 1977. - S. 12.
10. Kaziev G.Z., Dutov A.A., Olgin K.S., Belsky V.K., Zavodnik V.E., Hernandez-Perez T., Kanaev A.A. Syntes- och röntgendiffraktionsstudie av kaliumdekamolybdendikobaltat(III) // Journal of Inorganic Chemistry. - 2004. - T. 49. - Nr 5.
11. Kemi och teknik för sällsynta element och spårämnen // Ed. K.A. Bolshakova. - M.: Högre skola, 1976. - Del 2. -S. 166, 174; Del 3. - s. 176, 233, 170, 171, 228.
12. Zagrebin P.A., Borzenko M.I., Vasiliev S.Yu., Tsirlina G.A. Kinetik för elektroreduktion av den centrala jonen i cerium (GU)-decatungstate // Elektrokemi. - 2004. - T. 40. - Nr 5. - P. 565-575.
13. Safronov S.M., Berezina E.M., Terentyeva G.A., Chernov E.B., Filimoshkin A.G. Icke-linjär extrapolering av koncentrationsberoende av reducerad viskositet och strukturen hos polymerlösningar // Högmolekylära föreningar. -2001. - sir. B. - T. 43. - Nr 4. - P. 751-754.
14. Romanova T.A., Krasnov P.O., Kachin S.V., Avramov P.V. Teori och praktik för datormodellering av nanoobjekt.
Krasnoyarsk: IPC KSTU, 2002. - 223 s.
UDC 544.3:622.331
TERMODYNAMIK FÖR ADSORPTION AV FÖRENINGAR PÅ HUMINSYROR
S.G. Maslov, L.I. Tarnovskaya
Tomsk Polytechnic University E-post: [e-postskyddad]
Processen för adsorption av organiska föreningar (n-alkaner, cykloalkaner, alkener, enkla, komplexa och cykliska etrar, ketoner, alkoholer, aromatiska och klorsubstituerade kolväten) på humussyror av den ursprungliga och värmebehandlade torven med hjälp av en gaskromatografisk metod studerades för att bestämma adsorptions- och termodynamiska parametrar. Humussyrors egenskaper ges av metoder som är allmänt accepterade inom kemin av fasta fossila bränslen med användning av NMR-spektroskopi.
Sambanden mellan fysikalisk-kemiska egenskaper och retentionsparametrar på adsorbenten avslöjades. Skillnader i processerna för adsorption på humussyror av den ursprungliga och värmebehandlade torven på grund av det ökade innehållet av syrehaltiga grupper och aromatiska fragment i värmebehandlade prover fastställdes. Sambandet mellan den termodynamiska sannolikheten för adsorptionsprocessen på humussyror och polariteten hos adsorbater visas.
Introduktion
Litterär information om humussyrors (HA) adsorptionsegenskaper är helt klart otillräcklig. Den traditionella synpunkten att adsorptionsprocessen å ena sidan är volymetrisk till sin natur och å andra sidan specifik - på grund av närvaron av olika funktionella grupper, ger inte en tydlig uppfattning om mekanismen för detta fenomen. Det finns information om att kondenserade aromatiska kärnor också kan vara bärare av adsorptionsegenskaper. Det bör noteras att de flesta författare studerade processen för adsorption av metalljoner och oorganiska ämnen på HA. Det finns mycket få arbeten som ägnas åt studier av HAs adsorptionsförmåga i förhållande till organiska föreningar och de är inte systematiska.
Syftet med detta arbete är att studera HAs adsorptionsförmåga i förhållande till ett antal organiska föreningar.
Experiment och metodik
Undersökningsobjektet var sedge torv med en nedbrytningsgrad på 35 % från Taganskoye-fyndigheten i Tomsk-regionen.
HA erhölls enligt receptet från Torvinstitutet och karakteriserades både av metoder som är allmänt accepterade inom kemin av fasta fossila bränslen och genom NMR-spektroskopi. Adsorptionsegenskaperna hos HA studerades med användning av en modifierad gaskromatografisk metod.
Studien utfördes på en Tsvet-100-kromatograf med en värmeledningsförmåga kl.
använder helium som bärgas. Kromatografen är utrustad med en referenstryckmätare för att mäta tryckgradienten i kolonnen och korrigera för kompressibilitet. HA-prover maldes i en agatmortel och fraktionen
0,5...0,25 mm. En stålpelare 1 m lång och 4,2 mm i diameter fylldes med preparerade HAs i en mängd av 6,7 g vid ett tryck av 10-3 Pa. Proverna upphettades i ett linjärt läge från 333 till 363 K med en hastighet av 2 grader/min. Organiska föreningar användes som adsorbater: alkaner, cykloalkaner, klorsubstituerade alkaner, arener, alkoholer, alkener, ketoner, enkla, komplexa och cykliska etrar. De analyserade proverna infördes i kromatografen med användning av en mikrospruta.
Tabell 1. Karaktäristika för sedge torv, vikt. %
Teknisk och elementär sammansättning Gruppsammansättning av organisk massa
No.e Aa V1e" C^e" N1e" LG B VRV LGV GK FC C NO
6,7 7,9 68,4 53,4 5,9 2,1 38,5 2,6 1,8 30,9 35,1 11,2 2,1 15,5
Obs: Nej. - analytisk fuktighet; A1 - askhalt för torrt bränsle; V11" - utbyte av flyktiga ämnen per brännbar massa; B - bitumen; VRV och LGV - vattenlösliga och lätt hydrolyserade ämnen; FA - fulvinsyror; C - cellulosa; HO - icke-hydrolyserbar rest
Tabell 2. Egenskaper för torvhumussyror
Torv HA Elementarsammansättning, % Innehåll, mg.eq./g
Vikt Atomic Atomic ratios □= o o C COOH, OH,
S1e" N1e" KOLZ" S N O/S n/s
Initial 54,84 6,66 35,60 35,28 48,41 15,84 0,45 1,37 2,56 6,00
Värmebehandlad 60,09 5,22 34,69 40,48 41,90 17,01 0,42 1,03 3,06 6,89
Tabell 3. Innehåll av strukturella fragment av HA enligt NMR-spektroskopi, %
Torv HA s och □= S 1 1 0 1 Chp □= 1 0 och □= S 1 1 0 1 o< □= 1 о < о < 1 0 1 о Г си 1? 1 1? 1
Initial 25,0 5,3 8,1 3,0 21,4 19,8 4,8 3,6 3,0 6,0 0,275
Värmebehandlad 22,0 3,2 4,1 3,3 19,5 33,3 3,3 2,4 2,4 6,5 0,456
Obs: " - aromaticitet
Från kromatogrammen beräknades retentionstider (^), s och värdena för korrigerade retentionsvolymer:
där I är avståndet på kromatogrammet från det ögonblick som provet förs in i kolonnen tills den maximala toppen uppträder, m; Sh är hastigheten på kartbandet, m/s.
Tabell 4. Retentionstider för organiska föreningar på HA under linjär uppvärmning från 333 till 363 K
Adsorbater Molekylvikt Kokpunkt, °C Dipolmoment Polariserbarhet, A3 Adsorbent HA Retentionstider, s
Pentan 72,2 36,1 0 10,0 ref. 16.7
Hexan 86,2 68,7 0 11,9 ref. 21.9
Heptan 100,2 93,6 0 13,7 ref. 29,7
Isooktan 114,2 99,3 0 ref. 34,9
Cykloalkaner
Cyklohexan 84,2 81 0 11,0 ref. 28.1
Heptene 98,2 93,6 ref. 29,5
Etrar
Dietyleter 74,1 35,6 1,18 10,0 ref. 18.5
Dipropyleter 102,2 91,0 13,7 ref. 21.5
Estrar
Etylacetat 88,1 77,2 1,81 9,0 ref. 37,7
Butylformiat ref. 43,6
Cykliska etrar
Dioxan 88,1 101,3 0 9,6 ref. 39,9
Aceton 58,1 56,2 1,66 6,6 ref. 21.1
Metyletylketon 72,1 79,6 ref. 20.2
Butanol-2 74,1 99,5 1,65 9,5 ref. 47,2
Aromatisk
Bensen 78,1 80,1 0 10,4 ref. 29.1
Toluen 92,1 110,6 0,36 12,4 ref. 34.2
Klorerad
Koltetraklorid 153,8 76,8 11,2 ref. 14.3
V = Shyarglt P0t,
där Ж1 är bärgasens volymetriska hastighet, m/s; P1, T1 - tryck och temperatur i bärgasflödesmätaren, Pa och K; PO är gastrycket vid kolonnens utlopp, Pa; T - kolonntemperatur, K; ] - korrigering för tryckfall i kolonnen; t - prov av adsorbent, kg.
] = 3[(P/P0)2 -1]/2[(P/P0)3-1], där P1 är gastrycket vid kolonninloppet, Pa.
Studiet av de termodynamiska egenskaperna för adsorption baserades på uppfyllandet av villkoret: gas-adsorbentjämvikt bör upprättas inom en tid av högst 60 s. Studier har visat att jämviktskromatografin för HA motsvarar symmetriska toppar. Dessa författare fann att bärargasens hastighet och adsorbatprovstorleken inte påverkar retentionsvolymerna, dvs. termodynamisk jämvikt uppnås i systemet.
De beräknade värdena för kvarhållna volymer vid olika temperaturer gjorde det möjligt att beräkna adsorptionsvärmen och andra termodynamiska egenskaper under jämviktsförhållanden.
Den gaskromatografiska metoden är baserad på idén om att upprätta gaskondenserad fasjämvikt för adsorbatet, kännetecknad av fördelningskoefficienten K:
Adsorptionsvärmen (entalpi) bestämdes med formeln:
AN = I e IN(Kd/T), kJ/mol.
Adsorptionsentropin bestämdes genom ekvationen A5 = (AN-AO)/T, J/molK, där AO är den fria adsorptionsenergin (Gibbs energi) -AO = NA 1pK, kJ/mol.
Resultat och diskussion
Ur synvinkeln av den molekylära statistiska teorin om adsorption, kan HA på grund av närvaron av karboxylgrupper, fenoliska hydroxyler, kinoid, karbonylgrupper, ketoner, karbonylgrupper, aldehyder och andra, uppenbarligen, klassificeras som en svagt specifik adsorbent. I fast tillstånd "packas" platta HA-molekyler i förpackningar med flera lager, vilket är en lokal manifestation av partiell ordning. Polykonjugationssystemet, orsakat av delokaliseringen av z-elektroner, leder till en ökning av det ömsesidiga inflytandet av atomer, men fortfarande skapar närvaron av olika grupper kemisk heterogenitet hos ytan, vilket är förknippat med svag specificitet.
Som framgår av uppgifterna i tabellen. 4 är retentionstiderna för nästan alla adsorbater på HA från värmebehandlad torv mindre än de på HA från den ursprungliga torven.
De största retentionsvolymerna observeras för alkoholer, cykliska och estrar, aromater; de minsta är för alkaner, klorsubstituerade, ketoner och etrar.
Den molekylära statistiska teorin om adsorption relaterar retentionstider och retentionsvolymer till intermolekylära elektrostatiska dipolinteraktioner. Därför flera
Den naturliga bilden för olika klasser av organiska föreningar bestäms av närvaron eller frånvaron av dipolmoment i molekylerna. Som bekant har molekyler av alkoholer, estrar och aromater ett signifikant dipolmoment och alkaner har ett nolldipolmoment. Det är dock omöjligt att entydigt relatera retentionstiderna till ämnens dipolmoment. Till exempel har aceton ett dipolmoment på 1,66 och toluen har ett dipolmoment på 0,36, och retentionstiden för aceton är betydligt mindre än för toluen.
Förmodligen, i detta fall spelar inte bara intermolekylära, utan även elektrostatiska interaktioner en roll i adsorptionsinteraktionen, utan ett stort bidrag görs av den ospecifika interaktionen mellan adsorbenten och adsorbatet, vilket bestäms av van der Waals radier och polariserbarhet. värden, som för toluen (tabell 4) är nästan 2 gånger högre jämfört med aceton. Detta förklaras av den heterogena porösa strukturen hos HA. Studier har visat att radien för HA-porer varierar inom 10,70 A med en övervikt av små porer på 10,15 A, vilket är jämförbart med de linjära dimensionerna av det "primära" fragmentet av HA-strukturen. Toluen har en mycket mindre molekylär diameter, så dess molekyler penetrerar lätt adsorbentens porer.
Från bordet 4 kan det ses att det inte finns någon regelbunden förändring i värdena för kvarhållna volymer beroende på koktemperaturen för organiska föreningar. Detta kan förklaras av det faktum att kokpunkten är relaterad till interaktionen av molekyler med varandra i en vätska, och vid adsorption sker interaktionen med adsorbenten.
Att döma av erhållna data uppvisar alkaner i genomsnitt en låg adsorptionskapacitet, som är märkbart högre på HA hos värmebehandlad torv. Bland alkaner har isooktan något större retentionsvolymer. Alkaner med st-bindningar interagerar ospecifikt med adsorbenter. Värdena för elektronisk polariserbarhet i serien av alkaner från pentan till hexan ökar linjärt, och värdena för retentionsvolymer (VR) ökar också.
Cyklisering av alkankedjan leder till en minskning av volymvärdena för cyklohexan på grund av en minskning av antalet väteatomer och avvikelse av arrangemanget av kolatomer från samplanaritet. Kolskelettets länkar kan troligen inte samtidigt vidröra adsorbentens basala yta.
Mycket höga ER observeras i aromatiska kolväten, mestadels i toluen. Dessutom är värdena lika höga för båda typerna av HA. Detta beteende hos toluen kan förklaras av närvaron av en metylgrupp, som, på grund av manifestationen av en positiv induktiv elektronisk effekt och superkonjugationseffekten, ökar elektrondensiteten i bensenringen och minskar den på metylgruppen.
Alkoholer med stort dipolmoment har stora CV-värden, som särskilt ökar vid adsorption på HA av värmebehandlad torv.
Ketoner och etrar, som ämnen med svagare polaritet, har lägre CV. Detta beror på det mindre bidraget från vätebindningsenergi till retentionen av ketoner och etrar, även om dipolmomentet, till exempel, för aceton är lika med dipolmomentet för butylalkohol.
Cykliska estrar kännetecknas av den högsta CV, på grund av en mer tydligt definierad polarisering av bindningar i syrehaltiga fragment jämfört med enkla etrar, och som ett resultat, en större förmåga att bilda vätebindningar.
I alla dessa fall bevaras dock molekylens kemiska individualitet, d.v.s. interaktionen är "molekylär" och inte "kemisk" till sin natur.
Som noterats ovan är adsorptionsegenskaperna för HA i värmebehandlad torv högre jämfört med HA i den ursprungliga torven, vilket tydligast visar sig i fallet med polära adsorbater. Denna karaktär av egenskaper kan till fullo förklaras av de förändringar som sker med HA under lågtemperatur termolys av torv. Enligt kemiska analyser och NMR-spektroskopi observeras en liten ökning av syrehaltiga grupper (karboxyl, fenoliska hydroxyler) och glukosidfragment.
Som framgår av uppgifterna i tabellen. 5, är adsorptionsvärmen för dipolmolekyler (etrar, ketoner) och för svaga dipolmolekyler (aromatiska kolväten och alkoholer) högre än adsorptionsvärmen för n-alkaner, som har ett noll dipolmoment och inte är kapabla till specifika molekylära interaktioner . Det bör noteras, som författarna påpekade, att det totala adsorptionsvärmet för alla organiska molekyler består av två komponenter: adsorptionsvärmet på grund av interaktion med de aktiva centran av adsorbenten och värmen från interaktionen av adsorberade molekyler med varje andra. Det är dock inte möjligt att separera och beräkna värme från dessa resultat.
Från experimentella data är det tydligt att i serien av n-alkaner leder en ökning av längden på kolkedjan till en ökning av adsorptionsvärmet och deras polariserbarhet. Adsorptionsvärmen för n-alkaner är jämförbar med värdena för van der Waals interaktionsenergi (<5 кДж/моль), вероятно, взаимодействие между ГК и н-алканами осуществляется за счет ван-дер-ваальсовых сил.
Från data i tabellen. Figur 5 visar att adsorptionsvärmen för estrar, alkoholer, ketoner och aromatiska föreningar på HA ligger inom 5 kJ/mol, vilket är karakteristiskt för energierna hos typiska vätebindningar, därför fortskrider adsorptionen genom bildning av vätebindningar.
Tabell 5. Termodynamiska egenskaper hos adsorptions- och retentionsvolymer
Adsorbater Ad-sorbenter, HA Bibehållen volym vid 333,363 K, ^■103, m3/kg -AN, kJ/mol -A5, J/mol -AG, kJ/mol
Pentan ref. 4,8 1,9 10,1 5,3
ter. 9,3 3,8 19,5 10,2
Hexan ref. 6,2 2,5 13,0 6,8
ter. 11,2 4,5 23,5 12,2
Heptan ref. 9,0 3,6 18,9 9,9
ter. 13,2 5,3 27,7 14,5
Isooktan ref. 11,5 4,6 24,1 12,6
ter. 16,7 6,7 35,0 18,3
Cykloalkaner
Cyklohexan ref. 2,3 1,0 4,8 2,5
ter. 9,3 3,8 19,5 10,2
Heptene ref. 8,4 3,4 17,6 9,2
ter. 10,1 4,1 21,2 11,1
Etrar
Dietyleter ref. 6,8 2,7 14,3 7,5
ter. 13,5 5,4 28,3 14,8
Dipropyleter ref. 11,5 4,6 24,1 12,6
ter. 17,4 7,0 36,5 19,1
Estrar
Etylacetat ref. 19,7 8,0 41,3 21,6
ter. 28,2 11,4 59,1 30,9
Butylformiat ref. 24,3 9,8 51,0 26,7
ter. 30,5 12,3 64,0 33,5
Cykliska etrar
Dioxan ref. 26,5 10,7 55,6 29,1
ter. 27,8 11,2 58,3 30,5
Aceton ref. 10,1 4,1 21,2 11,1
ter. 14,3 5,8 30,0 15,7
Metyletylketon ref. 9,7 3,9 20,3 10,6
ter. 10,1 4,0 21,1 11,0
Butanol-2 ref. 39,2 15,8 82,2 43,0
ter. 40,2 16,2 84,3 44,1
Aromatisk
Bensen ref. 18,4 7,4 38,6 20,2
ter. 19,2 7,7 40,3 21,1
Toluen ref. 20,2 8,1 42,4 22,2
ter. 25,4 10,2 53,3 27,9
Klorerad
Koltetraklorid ref. 4,2 1,7 8,8 4,6
ter. 8,4 3, 4 17,6 9,2
Dietyleter kännetecknas av en låg adsorptionsvärme, jämförbar med den för hexan. Förmodligen förhindras manifestationen av en stark specifik interaktion av de funktionella grupperna av HA med dietyleter av platsen i
det finns inget syre i mitten av kolvätekedjan, vilket gör det svårt att komma i kontakt med adsorbenten. För estermolekyler är adsorptionsvärmen högre jämfört med etrar på grund av närvaron av C=0-grupper, som ger ökad polaritet, och närmare kontakt med adsorbentens funktionella grupper uppstår. På ytan av HA är det troligt att elektrondensiteten är lokalt koncentrerad vid periferin av de funktionella grupperna, vilket säkerställer hög specificitet för adsorption av molekyler av alkoholer, estrar och cykliska estrar och aromatiska föreningar. Som författarna noterar är det nödvändigt att ta hänsyn till inverkan av vätebindning på värmen från adsorbat-adsorbentadsorption. Adsorptionsvärmen för ämnen som bildar vätebindningar kommer alltid att vara större än adsorptionsvärmen för ämnen med liknande struktur, men som inte bildar dem. Till exempel har dipropyleter en högre adsorptionsvärme jämfört med dietyleter på grund av en starkare vätebindning. HA-molekyler fungerar som en protondonator (elektronacceptor på grund av OH-, och i mindre utsträckning COOH-grupper), och eter- och estermolekyler fungerar som en elektrondonator (protonacceptor), på grund av en eterbindning (-O-) med bildandet av en associerad, men en fullständig protonövergång inträffar inte. Elektrondonatoregenskaperna för eterbindningen av dipropyleter är högre jämfört med dietyleter. Följaktligen är bidraget till adsorptionsvärmet på grund av vätebindning högre för dipropyleter. Det bör noteras att HA hos värmebehandlad torv troligen kännetecknas av ökad elektrontäthet vid periferin av de funktionella grupperna och elektronbortdragande egenskaper jämfört med HA hos den ursprungliga torven.
Det är känt att beräkningen av adsorptionsentropi utförs för att fastställa graden av rörlighet för adsorberade molekyler. Entropiförändring inkluderar entropin av translations-, rotations- och vibrationsrörelse hos molekyler.
Enligt data (tabell 5) finns det ett samband mellan |-AN| och |-A6| för olika ämnen: alifatiska, aromatiska kolväten, alkoholer, etrar och ketoner. Det kan antas att interaktionen mellan de listade adsorbaten och HA har samma mönster. Stora negativa värden är typiska för alkoholer, estrar och cykliska estrar, vilket är associerat med den uttalade polariteten hos molekylerna. För HA av värmebehandlad torv är den negativa entropikarakteristiken lägre jämfört med den ursprungliga torven. Det är troligt att i strukturen av HA av värmebehandlad torv finns en bredare fördelning av rörelse, rotation och vibration av adsorbatmolekyler. Enligt data, ju närmare den molära volymen av adsorbatet är den maximala volymen av adsorbentens sorptionsutrymme, desto mer hämmad är den translationella, roterande rörelsen av adsorbatmolekylen, desto större är det absoluta värdet av de negativa värdena av A £
För humussyror är sorptionsvolymen 4,0,10-4 m3/kg, vilket är nära molvolymerna för 2-butanol, etylacetat, dioxan, bensen och toluen, från 2,5 till 3,0,10-4 m3/kg , därför kännetecknas de av låga A£-värden För n-alkaner, alkener och klorsubstituerade kolväten är molvolymerna under 2,5,10-4 m3/kg, för vilka A£-värdena är högre.
Gibbs energivärden indikerar möjligheten att adsorptionsprocessen inträffar, såväl som systemets jämviktstillstånd. De högsta AO-värdena erhölls för alkohol, cykliska estrar och aromatiska kolväten. Om vi jämför AO-värdena på HA för den ursprungliga och värmebehandlade torven, är värdena något högre för den senare. Det är troligt att processen för adsorption på HA av den ursprungliga torven är mer förskjuten mot desorption jämfört med värmebehandlad torv.
Analys av adsorptions termodynamiska egenskaper indikerar att adsorbater kan ordnas i en serie när deras adsorptionskapacitet minskar: alkoholer > estrar > cykliska etrar > aromatiska ketoner > etrar, alkener, alkaner
1. Det har visats att de aktiva adsorptionscentra i HA är funktionella grupper: karboxyl, fenoliska hydroxyler, glukosid och aromatiska fragment. Eftersom HA från värmebehandlad torv har ett högt innehåll av ovanstående grupper har de ökat adsorptionsförmågan.
2. Det har visat sig att adsorptionskapaciteten för HA för polära föreningar (alkoholer, komplexa och cykliska estrar, aromater, ketoner) är högre än för opolära adsorbater (alkaner, alkener).
3. Relationerna mellan vissa fysikalisk-kemiska egenskaper (polariserbarhet, dipolmoment) hos adsorbater och retentionsparametrar erhölls.
4. Det har bevisats att den ökade adsorptionskapaciteten för HA från värmebehandlad torv förklaras av det ökade innehållet av syrehaltiga grupper (karboxyl, fenoliska hydroxyler), glukosid och aromatiska fragment i strukturen jämfört med de ursprungliga HA:erna.
5. Det avslöjades att de termodynamiska egenskaperna (-AD-A^Ab) för HA hos den ursprungliga och värmebehandlade torven är inbördes relaterade för alla studerade adsorbater.
6. Det har fastställts att den termodynamiska sannolikheten för adsorption på HA sker i ordningen: alkoholer > estrar > cykliska etrar > aromatiska ketoner > etrar, alkener, alkaner.
REFERENSER
1. Komissarov I.D., Loginov L.F. Humusämnen i biosfären. - M.: Nauka, 1993. - 352 sid.
2. Lishtvan I.I., Kruglitsky N.N., Tretinnik V.Yu. Fysikalisk-kemisk mekanik för humusämnen. - Minsk: Science and Technology, 1976. - 264 sid.
3. Pal U.K., Chakravarti S.K. Volymabsorption av etyldiaminkomplex Co på jord och torv humussyror // Journal of Indian Chemical Society. - 1986. - V. 63. - Nr 10. - P. 883-889.
4. Pilipenko A.T., Vasiliev N.G., Buntova M.A., Savkin A.G. Mekanism och styrka för sorption av övergångsmetallkatjoner av humussyror // Rapporter från Vetenskapsakademin i den ukrainska SSR. - 1986. - Nr 7. - S. 42-45.
5. Gamayunov N.I., Maslennikov B.I., Shulman Yu.A. Jonbyte i humussyror // Fastbränslekemi. -1991. - Nr 3. - S. 32-39.
6. Aleksandrov I.V., Kandelaki G.I., Kulikova I.P. Zeolit-huminabsorbenter för avloppsvattenrening // Fastbränslekemi. - 1994. - Nr 4-5. - s. 136-142.
7. Bratasevszskij A., Gaidarob O., Gordienko Sz. Studie av komplexbildningsprocessen av humussyror med den potentiometriska metoden // Agrochem. es tobaj. - 1971. - V. 2. - Nr. 2.
8. Parkhomenko V.V., Kudra A.A. Om beräkning av termodynamiska funktioner i processen för adsorption av metylalkohol av humussyror och humater med användning av en isoterm // Ytfenomen i dispergerade system. - Kiev: Naukova Dumka, 1974.
Vol. 3. - s. 35-43.
9. Tarnovskaya L.I., Maslov S.G., Smolyaninov S.I. Kemisk sammansättning av organiska ämnen av fasta rester av torvpyrolys // Fastbränslekemi. - 1988. - Nr 3. - S. 26-29.
10. Lishtvan I.I., Korol N.T. Grundläggande egenskaper hos torv och metoder för deras bestämning. - Minsk: Science and Technology, 1975. - 320 sid.
11. Bazin E.T., Kopenkin V.D., Kosov V.I. och andra teknisk analys av torv. - M.: Nedra, 1992. - 431 sid.
12. Tarnovskaya L.I., Maslov S.G. Förändringar i humussyrors kemiska sammansättning under termolys av torv // Fastbränslekemi. - 1994. - Nr 4-5. - s. 33-39.
13. Kiselev A.V., Yashin Ya.I. Fysikalisk-kemisk tillämpning av gaskromatografi. - M.: Kemi, 1973. - 214 sid.
14. Vigdergauz M.S., Izmailov R.I. Tillämpning av gaskromatografi för att bestämma ämnens fysikaliska och kemiska egenskaper.
M.: Nauka, 1970. - 159 sid.
15. Stall D., Westram E., Zinke G. Kemisk termodynamik av organiska föreningar. - M.: Mir, 1971. - 807 sid.
ÖKNING AV EFFEKTIVITETEN I INDUSTRIELL DRIFT AV REFORMANDE ENHETER LCH-35-11/1000 OCH LG-35-8/300B AV KINEF BASERADE PÅ KATALYSATORDRIFTSKONTROLLSYSTEMET
DI. Melnik, S.A. Galushin, A.V. Kravtsov, E.D. Ivanchina, V.N. Fetisova
Tomsk Polytechnic University E-post: [e-postskyddad]
Möjligheterna att använda ett automatiserat processkontrollsystem för ett katalysatordriftskontrollsystem baserat på fabriksinformationsnätverk och databaser övervägs. Möjligheten att minska koksbildningen när man arbetar med optimal aktivitet med metoden för matematisk modellering har visats. Det befintliga och utvecklande schemat för att automatisera inhämtningen och analysen av tekniska data som är nödvändiga för beräkningar beskrivs.
Effektiviteten i industriell produktion beror helt på styrbarheten av tekniska processer, främst på förmågan att snabbt få tillgång till katalysatorprestandaindikatorer och säkerställa kontroll, analys och prognostisering av tekniska processparametrar.
Fabriksinformationsnätverk för ett automatiserat processkontrollsystem (APCS) löser endast problemen med att samla in, arkivera, ackumulera, strukturera data med efterföljande tillhandahållande av denna information till de användare vars beslut bör baseras på dess grund. Processkontrollsystemet integrerar ett stort antal distribuerade system i ett enda informationsutrymme. Den lägre nivån av detta system representeras av kommunikationsservrar som utför funktionerna att separera kontroll
kommunikations- och informationsnätverk och överföring av teknisk information till nästa nivå. I området för informationsnätverket som täcker hela företaget finns det en server för insamling av teknisk information, som gör det möjligt att lagra stora mängder data om den tekniska processen. Användare har tillgång till både arkiverad information på servern och realtidsinformation på kommunikationsservrar. För att sammanfatta information som kommer från olika källor har LLC PO Kirishinefteorgsintez utvecklat och implementerat tillsammans med det specialiserade ingenjörsföretaget Sevzapmontazhavtomatika ett mjukvarupaket - "Unified Thematic Data Showcase (UTVD)", som ger användaren ett bekvämt grafiskt gränssnitt för åtkomst av laboratoriekontrolldata , som kännetecknar den och deras kollektiva representation.
Adsorption som en spontan koncentration av molekyler på en yta åtföljs av en minskning av systemets entropi. Eftersom kriteriet för processens spontanitet är
∆H - T · ∆S = ∆G< 0,
då är adsorption endast möjlig vid ∆H< 0 (экзотермический процесс). Равновесие определяется условием ∆Н = T· ∆S. När temperaturen ökar skiftar jämvikten mot den endotermiska processen, dvs desorption.
Adsorption på fast yta
1. Monomolekylär adsorption.
Enligt Langmuirs teori interagerar adsorberande molekyler med ytan av adsorbenten och bildar slutligen ett monomolekylärt skikt. I detta fall, graden av fyllning () av ytan med det adsorberade ämnet under adsorption från gasfasen
från vätska
där K är jämviktskonstanten (adsorptionskonstanten);
p är partialtrycket för den adsorberade gasen;
c är koncentrationen av det adsorberade ämnet.
Beroendet av β på p (eller c) presenteras av grafen (adsorptionsisoterm, T = const) i fig. 1.3.
Ris. 1.3. Ytfyllnadsgrad med adsorberat ämne
Vid låga koncentrationer och partialtryck är adsorptionen proportionell mot koncentrationen eller partialtrycket:
r<< 1, β ≈ К· r ilis<< 1, β ≈ К· s, dvs. den initiala sektionen av isotermen är ungefär linjär och tan α = K (tg α bestäms av kurvans lutning vid p (eller c) → 0: eller ).
Om är antalet mol adsorberat ämne per 1 g adsorbent; - det högsta möjliga antalet mol adsorberat ämne per 1 g adsorbent ("monolagerkapacitet"), sedan
Ersätter β i ekvation (1.3) (för fallet med adsorption från gasfasen, koncentrationen Med i ekvationer bör ersättas med tryck r), får vi:
(1.6)
Eftersom och K i ett givet adsorbent-adsorbentpar är konstanter (vid T=const), då kan man genom beroende hitta TILL(Fig. 1.4).
Ris. 1.4. Grafisk lösning av adsorptionsekvationen
erhålls genom att extrapolera det experimentella linjära beroendet till () = 0; och sedan , då .
Värdet kan användas för att bestämma adsorbentens specifika yta UD (i m 2 per 1 g adsorbent), om arean ω som upptas på ytan av en molekyl av adsorbenten är känd (bestäms utifrån molekylens storlek):
UD = · ω · Na, (1,7)
där Na är Avogadros tal (Na = 6,02 10 23).
I sin tur kan det kända värdet på UD användas för att beräkna ω för vilket ämne som helst baserat på dess adsorption på en given adsorbent.
2. Polymolekylär adsorption.
Ekvation (1.5) beskriver en kurva med mättnad, d.v.s. på
p (eller c) → ∞ tenderar mot gränsvärdet lika med (Fig. 1.5,a).
Fig.1.5. Adsorptionsisotermer:
a – adsorption med mättnad; b – polymolekylär adsorption
Men i vissa fall ser adsorptionsisotermer ut som de som visas i fig. 1,5, b, dvs. når inte gränsen ens vid hög p (eller c).
Beroenden av den typ som visas i fig. 1,5,b motsvarar polymolekylär adsorption. Som regel är sådana isotermer karakteristiska för ämnen med starka intermolekylära interaktioner (till exempel vatten). När adsorptionscentra på ytan av adsorbenten är upptagna (det monomolekylära lagret är mättat) sker "landningen" av nästa adsorbatmolekyler på grund av intermolekylära interaktioner med redan adsorberade molekyler (Fig. 1.6). Värmen av sådan adsorption är nära i absolut värde, men motsatt i tecken till värmen från avdunstningen av motsvarande vätska (tänk på varför).
Fig.1.6. Adsorptionsschema:
a - monomolekylär adsorption; b - polymolekylär adsorption
När vi kommer närmare r till det mättade ångtrycket hos det adsorberade ämnet börjar det kondensera på ytan av adsorbenten, som ett resultat av det växer det snabbt med ökande r.
Adsorption(från latin ad - on, at och sorbeo - absorb), en förändring (vanligtvis en ökning) i koncentrationen av ett ämne nära fasgränsytan ("absorption på ytan"). Orsaka adsorption- omättnad av intermolekylära bindningar nära ytan, d.v.s. förekomsten av ett adsorptionskraftfält. En kropp som skapar ett sådant fält kallas adsorbent, ett ämne vars molekyler kan adsorberas kallas adsorbent och ett redan adsorberat ämne kallas adsorbat. Omvänd process adsorption kallas desorption.
Arten av adsorptionsfältet är annorlunda. Om adsorption är associerad med van der Waals-bindningar, då adsorption kallas fysisk. Om dessa är valensbindningar, dvs. adsorption passerar med bildandet av ytkemiska föreningar, då adsorption kallas kemisk, eller kemisorption. Viktiga funktioner kemisorption uppvisar: irreversibilitet, höga termiska effekter (hundratals kJ/mol), aktiverad karaktär. Det finns många mellantyper adsorption mellan fysikaliskt och kemiskt adsorption. Till exempel, adsorption orsakas av bildandet av vätebindningar. Det finns också olika typer av fysiska adsorption. Den vanligaste förekomsten är förekomsten av dispersiva intermolekylära attraktionskrafter, på grund av det faktum att de är ungefär konstanta för adsorbenter med en yta av någon kemisk natur (ospecifik adsorption). Fysisk adsorption kan orsakas av elektrostatiska krafter (interaktioner mellan joner, dipoler eller kvadrupoler); samtidigt adsorption bestäms av den kemiska naturen hos adsorbentmolekylerna (de så kallade specifika adsorption). Gränssnittets geometri spelar också en viktig roll. om ytan är platt så är den det adsorptionöppen yta, vid lätt eller starkt krökt yta - ca adsorption i adsorbentens porer.
I teorin adsorption skilja mellan statik (adsorbent-adsorbatsystemet är i termodynamisk jämvikt) och kinetik (det finns ingen jämvikt).
Adsorptionsstatik
Termodynamik för adsorption
.Grunderna i termodynamiken adsorption skapades av J. Gibbs på 70-talet. XIX århundradet Enligt Gibbs, i ett tvåfassystem i jämvikt nära fasgränssnittet finns det en viss förändring i de lokala värdena för alla omfattande egenskaper (förutom volym). Faserna anses dock vara homogena upp till en viss geometrisk yta som skiljer dem åt. Därför är värdet av en omfattande egenskap för systemet som helhet inte lika med summan av värdena för denna egenskap i homogena faser och . Skillnaden tillskrivs den tvådimensionella ytfasen som är associerad med den separerande ytan. Därför att ytfasen har alltså ingen tjocklek V 0=+ och =-, där V- volym.
De presenterade idéerna tillåter oss att reducera den grundläggande termodynamiska ekvationen till formen:
där G är Gibbs fria energi, S är entropin, är gränsytspänningen, s är gränsytan och n i- motsvarande kemisk potential och antal mol i-den komponenten. Indexet anger värdet av motsvarande egenskap i ytfasen. Legendre-transformationen låter dig modifiera ekvation (1) för isotermiska förhållanden:
Kvantiteten kallas Gibbs adsorption och betecknas med symbolen G (uttryckt i mol/cm2). För ett tvåkomponentsystem:
Placeringen av delningsytan kan väljas godtyckligt. I synnerhet kan valet av denna position uppfylla villkoret Г 1 =0. En sådan yta kallas ekvimolekylär. För den införs beteckningen Г 2 = Г 2 (1). Detta innebär den grundläggande Gibbs adsorptionsekvation:
Om adsorbenten är helt olöslig i en av de två faserna, =const, och övergången från ekvation (2) till ekvation (3) kräver inte villkoret Г 1 =0. Alltså Gibbs adsorptionär överskottet av en given komponent i ett verkligt tvåfassystem jämfört med ett system där båda faserna skulle vara strikt homogena ända fram till delningsytan. Förutom Gibbs överskottsmängder adsorption, spelar en stor roll i hennes teori adsorption, förstås som det fullständiga innehållet i komponenten i i rymden W, i vilka adsorptionskrafter manifesterar sig. Anger fullständigt innehåll av A och förutsatt att komponenten i helt olösligt i en av bulkfaserna har vi:
där c i-koncentration i-av den komponenten i bulkfasen. Vid små c i:
Adsorption kan förekomma vid vilken gränsyta som helst mellan vilka två faser som helst, i synnerhet vid en vätske-vätska (vätska-gas, vätska-vätska) eller fast-vätska (fast-gas, fast-vätska) gränssnitt. I vätske-vätskesystem kan a mätas som en funktion och G 2 (1) kan bestämmas experimentellt med hjälp av ekvation (3). I det andra fallet mäts bestämningen av G 2 (1) med vilken metod n som helst i 0 , , och koncentrationen av den i:te komponenten i dessa volymer. Härifrån räknar vi ut G i(1) . Denna metod kallas volumetrisk (eller volumetrisk). Med den vikt (gravimetriska) metoden, mängden av i-den komponenten i gränssnittet.
Adsorptionsisoterm
.I ett jämviktsadsorptionssystem är parametrarna som bestämmer jämvikten ett i partiella tryck r(eller med i) och temperatur T. De är relaterade till den så kallade termiska ekvationen:
På adsorption individuellt adsorberande ( i=1) denna ekvation har formen:
Tre specialfall av den termiska ekvationen (när T, r eller a- konstanter) spelar en speciell roll i teorin adsorption:
a=- isoterm ekvation adsorption,
T=- isobar ekvation adsorption,
R-- isosterekvation adsorption.
Den specifika typen av funktioner bestäms av egenskaperna hos det aktuella systemet. Om en av dem, till exempel, är känd för något värde T= const, då blir uppenbarligen även de andra två kända. I detta fall är det inte nödvändigt att den analytiska typen av beroenden är känd. De kan specificeras empiriskt som en uppsättning värden a, sid Och T.
I teorin adsorption Vanligtvis avgörs frågan om funktionens form A=(p) g, dvs. om isotermekvationen adsorption. Detta problem beror på de termiska effekterna som åtföljer adsorption. Vid beräkning av förändringar i värdena för de huvudsakliga termodynamiska funktionerna vid övergång dn mol adsorbent från bulkfasen till ytfasen i ett jämviktssystem vid p = Konst två fall är möjliga: i det första tas endast hänsyn till omvandlingen av adsorbenten till ett adsorbat, eftersom adsorbenten vid adsorption termodynamiskt oförändrad och dess roll är att tjäna som en källa till adsorptionsfältet; i den andra beaktas även förändringen i adsorbenten.
Eftersom systemet är i jämvikt är de kemiska potentialerna för adsorbatet och adsorptiven desamma; entropi av adsorbatet på grund av en minskning av rörligheten hos molekyler med adsorption mindre entropi av adsorbenten. Därför, med en inert adsorbent, är entalpin alltid negativ, d.v.s. adsorption exotermisk. Att ta hänsyn till förändringen i entropin hos adsorbenten kan ändra denna slutsats. Till exempel, när ämnen i vilka polymeren sväller sorption av polymerer, kan entropin hos de senare (på grund av ökad rörlighet för makromolekyler) öka så mycket att adsorption blir endotermisk. I det följande tar artikeln endast hänsyn till exotermisk adsorption.
Det finns integral, differential, isosterisk och genomsnittlig heat adsorption. Inbyggd värme F lika med förlusten av entalpi (vid V= const - konstant intern energi) vid förändring adsorption från en 1 till en 2(i ett särskilt fall kan det vara en 1 = 0): Q= -(H2 - H1). Detta värde är vanligtvis relaterat till adsorbentens massa och uttrycks i J/kg.
Differentialvärme q(J/mol) är lika med entalpiförlusten dH vid byte A på da. Det uttrycks av attityden q = - (dH/da). Det är uppenbart
Isosterisk värme q st tas lika med:
var är skillnaden mellan de molära volymerna av adsorbatet och adsorptiven. Det kan man visa 
för en idealisk gasadsorbent:
Innebörden av inledningen qsiär att dess bestämning inte kräver kalorimetrisk data (som t.ex F Och q) och det kan beräknas med hjälp av ekvation (9) baserat på mätresultaten adsorption. Medelvärme introduceras också F(J/mol):
Med tillväxt A parameter Fökar alltid, a q kan minska, öka eller förbli oförändrade. Med tillväxt A med en ojämn yta adsorption förekommer i allt mindre aktiva områden, vilket leder till en minskning q. Detta minskar emellertid de genomsnittliga avstånden mellan adsorberade molekyler, som ett resultat av vilket de attraktionskrafter mellan dem ökar, och qökar. Relationen mellan de två nämnda effekterna avgör beroendets förlopp q=f(a). För mycket stora A frånstötande krafter börjar dominera i detta område q minskar alltid med tillväxten a.
För mycket små yttäckningar, isotermekvationen adsorption har formen av Henrys ekvation:
där K H är Henry-koefficienten. Faktiskt mycket liten A adsorptionsskiktet liknar en tvådimensionell idealgas, därför har dess tillståndsekvation formen: = RT, där är tvådimensionellt tryck, är arean som upptas av en mol av ett ämne. Härifrån, med hänsyn till att =-, och med ekvation (3), får vi ekvation (12). Henrys ekvation kräver det q var konstant. Vid stora fyllningar upphör denna ekvation att hålla. Därför föreslog G. Freundlich (1906) att beskriva isotermer adsorption följande empiriska ekvation (Freundlichs ekvation):
Där k Och n- konstanter. Denna ekvation används ofta som en interpolationsformel, även om den är för liten r omvandlas inte till ekvation (12), utan för mycket stor r leder till en obegränsad ökning som inte överensstämmer med erfarenheten A.
Rigorös isotermteori adsorption skapades av I. Langmuir (1914-18). Teorin bygger på följande. modell: 1) ytan av adsorbenten är en uppsättning energiskt identiska aktiva centra på vilka adsorbentmolekyler adsorberas (lokaliseras); 2) endast en molekyl är adsorberad på ett centrum, dvs. på adsorption endast en adsorbent bildas. skikt (monoskikt); 3) adsorption på detta centrum påverkar inte adsorption på andra centra, dvs interaktion. adsorberade molekyler kan försummas.
Langmuirs modell heter lokaliserad monomolekylär adsorption på en homogen yta. isoterm ekvation adsorption, motsvarande denna modell, m.b. erhålls med användning av dekomp. metoder (molekylär-kinetisk, termodynamisk, statistisk-termodynamisk). Ja, adsorber. jämvikt kan uttryckas på följande sätt. schema:
Molekylfri Adsorber. i gas + adsorbera. komplex fascenter (upptagen centrum)
Koncentrationen av molekyler i en gas är proportionell mot p, koncentrationen av fritt. centra-magnitude ( a t - a), Där och t - totalt antal centra, a-antal ockuperade centra, adsorptionskoncentration. komplexstorlek adsorption Därför är jämviktskonstanten: K p = p(a t - A)/ adsorption Härifrån får vi Langmuirs ekvation:
Där b-T. kallad adsorber. koefficient, lika Kr-1. I området med mycket låga tryck bр " 1 och a = (a m b)p, som motsvarar Henrys ekvation, i vilken K H= a m b. I området med mycket höga tryck bр 1 och aa t; samtidigt adsorption beror inte längre på tryck. Jämviktskonstant b -1är relaterat till standardvärdet för den isobariska reaktionspotentialen:
Langmuirs modell kräver att differentialen värme och entropi adsorption berodde inte på graden av ytfyllnad.
ekvation (14) är ett strikt uttryck som motsvarar Langmuir-modellen, men det är sällan motiverat experimentellt, eftersom själva modellen är idealiserad adsorption Läran om adsorption sedan 20-talet 1900-talet i medel. grad byggdes på grundval av att försvaga eller utesluta ett eller annat Langmuir-antagande adsorption
Langmuir har redan föreslagit ett sätt att beskriva adsorption på en ojämn yta (dvs. under antagandet att inte alla centra är likadana). Genom att kombinera identiska centra i grupper och anta att ekvation (14) är tillämplig på varje grupp, kan vi anta att adsorption på hela ytan uttrycks av summan av termerna i ekvation (14):
Förutsatt att antalet adsorber. centra m.b. beskrivs av en kontinuerlig funktion av fördelning enligt fria värden. energi, Ya.B.Zeldovich erhöll från formel (16) för exponentialfunktionen en ekvation av typen (13).
adsorption på inhomogena ytor - ett stort teorikapitel adsorption Dess huvudsakliga problemlösning av en integralekvation:
Där f(sid) - sk empirisk isoterm adsorption, - en eller annan funktion av fördelning av antalet centra enligt fria värden. energi,( b, p)- lokal isoterm adsorption, som vanligtvis anses vara Langmuir-isotermen adsorption
Många försök har gjorts för att förkasta Langmuirs andra antagande. adsorption På denna väg, teorin om polymolekylär adsorption, föreslagit av S. Brunauer, P. Emmett och E. Teller (BET-teori). Teorin postulerar att vid temperaturer under den kritiska temperaturen, adsorberas varje molekyl i det första lagret (adsorptionsvärme q i,), är centrum för molekylerna som bildar det andra lagret, etc. Man tror att värmen adsorption i alla lager utom det första, är lika med kondensationsvärmen. Denna modell leder till ekvationen:
Där c = exp[(q 1 -)/RT]. ekvation (18) i koordinater a, p/p s motsvarar en S-formad kurva. I koordinater p/p s,
isoterm adsorption enligt ekvation (18) ska vara linjär. Lutningen för denna räta linje (vanligtvis i intervallet 0,05 p/p s 0,30) och segmentet avskuret av den på ordinataaxeln ger värdena respektive. ett t Och Med. Den breda spridningen av BET-teorin beror på det faktum att dess författare faktiskt tror adsorption icke-lokaliserad, identifiera konstanten ett t inte med antalet diskreta adsorber. centra och med antalet adsorbatmolekyler i det första lagret med den tätaste packningen (vid r= ps). Därför, genom att introducera idén om området som ockuperas av en molekyl i detta lager, accepterar vi:
Där s- adsorbatyta adsorption Som regel mäts för detta ändamål en isoterm adsorption kväve och antag att för dess molekyl = 0,162 nm 2. En liknande beräkning utförs ofta s enligt Langmuir-modellen är inte korrekt, eftersom denna metod är uppenbarligen endast tillämplig på icke-lokaliserade adsorption
In i teorin om polymolekylär adsorption Ett stort bidrag gjordes av J. de Boer, som experimentellt visade att beroendet av det genomsnittliga antalet lager (över det första) på alla ytor som är lika i kemiska egenskaper. naturen, från p/p s uttrycks av en universell kurva (den så kallade t-kurvan). Detta gör det också möjligt att uppskatta ytan av adsorbenterna.
Det har gjorts försök att ta hänsyn till samspelet även i Langmuirs modell. mellan adsorbir. molekyler. Således, T. Hill och J. de Boer, med tanke på att tillståndsekvationen för adsorberna. lager är en tvådimensionell analog till van der Waals ekvation, vi fick följande. isoterm ekvation adsorption:
där= a/a t, a och b-konstanter i van der Waals ekvation adsorption R. Fowler och E. Guggenheim, med hänsyn till interaktionen. adsorbir. molekyler härledde vi ekvationen:
där är en konstant associerad med den parvisa interaktionen av molekyler.
Det finns en annan mekanism som leder till komplementaritet. adsorption adsorptionsmedel under deras kritiska värde. temperaturer på porösa adsorbenter vid relativt höga värden p/p s. Detta är kapillär kondensation. Om en konkav menisk av adsorbatet har bildats i poren, börjar kondensationen i den kl. p/p s Enligt Kelvins ekvation:
var är ytspänningen för adsorbatet, V -hans molar volym, r-radie av krökning av menisken adsorption Kapillärkondensering leder till en kraftig ökning av isotermen adsorption I detta fall, den sk. adsorber. hysteres, dvs. adsorptionsfel och desorption. isotermgrenar. Som regel beror detta på att formen på meniskerna när adsorption och desorption sammanfaller inte.
Kapillärkondensation används för att bestämma adsorbentens porstorlek adsorption Enligt ekvation (22) för varje värde p/p s beräkna krökningsradien för menisken adsorption Från det, med hänsyn till tjockleken på adsorberna. lager (till exempel längs t-kurvan), formen på övergångsområdet från lagret till menisken och beroendet av krökning vid mycket liten r , hitta den linjära storleken (effektiv radie r ef) för porerna fyllda vid en given given p/p s. Volymen av sådana porer bestäms av ökningen adsorption vid denna isotermpunkt. Med hjälp av erhållna data konstrueras en kurva för porvolymsfördelning över deras radier. Metoden är tillämpbar vid r ef 1,5 nm. Vanligtvis utförs beräkningen med hjälp av desorption. grenar av isotermen, men mer strikt modern. teorin kräver att man tar hänsyn till båda grenarna för att konstruera kurvan.
Potentiell teori om adsorption och teori om volymetrisk fyllning av mikroporer. Modell adsorption, fundamentalt annorlunda än Langmuirs, föreslogs 1914 av M. Polyaki. Enligt denna modell finns det en potentiell adsorption nära ytan av adsorbenten. ett kraftfält som minskar med avståndet från ytan. Som ett resultat ökar adsorbentens tryck, lika med p långt från ytan, nära den och når på något avstånd värdet ps, vid vilket adsorbenten kondenserar. Volymen av lagret mellan gränssnittet och geomen. plats för punkter där p = p s, fylld med vätska, till vilken normala fysiska värden är tilldelade. egenskaper hos bulkvätska. Reversibel isotermisk arbete e adsorption. krafter bestämda av ekvationen = RTlnp/p s, anropade. adsorber. potential, och hela konceptet är en potentialteori adsorption För en given volym V adsorber. skiktet är potentiellt oberoende av temperatur (på grund av dispersionskrafternas oberoende av temperaturen). Denna temperaturinvarians gör det möjligt att räkna om adsorption från en temperatur till en annan, även om isotermekvationerna adsorption Det gick inte att utläsa utifrån den presenterade teorin. Polyani-modellen har använts flitigt och framgångsrikt av många. av författarna innehöll den dock två mycket sårbara bestämmelser: 1) antagandet att de finaste adsorberar. filmen har normala fysiska värden. egenskaper hos bulkvätska (detta antagande bekräftades inte av experiment); 2) temperaturinvarians för funktionen =f(V), Den underliggande teorin bekräftades ungefär genom experiment endast för mycket finporösa adsorbenter.
Med hjälp av potentialteori har M.M. Dubinin föreslog och utvecklade teorin om volymetrisk fyllning av mikroporer (VFM). Det har postulerats att denna teori endast är tillämpbar på mikroporösa adsorbenter. Det speciella med sådana adsorbenter, där de linjära porstorlekarna är r1 nm, är att hela volymen av deras porer är "fylld" med adsorbenter. fält. Därför, när adsorption De fylls inte lager för lager, utan volymetriskt. Kvantiteten i det aktuella fallet adsorberas inte. potential, och upp till det kemiska tecknet. adsorbatpotential, mätt från den kemiska nivån. potential hos en normal vätska vid samma temperatur. Hela uppsättningen av adsorberande porer är indelad i tre klasser: mikroporer ( r 0,6 nm), mesoporer (0,6 nm-20 nm) och makroporer ( r 20 nm). adsorption i mikroporer förekommer enligt TOZM-schemat, dvs. volymetriskt, i mesoporer - enligt mekanismen för lager-för-lager fyllning, avslutad med kapillär kondensation. Makroporer under adsorption. spelar ingen roll i jämvikten.
Efter att ha introducerat en idé om fördelningen av porvolymer enligt kemiska värden. adsorbatpotential i dem, M.M. Dubinin och L.V. Radushkevich fick ekvationen för adsorptionsisotermen för TOZM, som vanligtvis skrivs i det följande. form:
Där p, E och en 0 -parametrar ( a 0 = a på p = ps). Temperaturberoende a 0:
där= -(da O/dT); en 0 0 = en 0 vid T = T 0. Alternativ n Och E praktiskt taget oberoende av temperatur. I de flesta fall n= 2. Endast för de fall då de initiala heaten adsorption mycket stor n > 2. Att räkna om isotermer adsorption från ett adsorptivt till ett annat antas ungefär att Ei/E2Pi/P= och att en 01 /a 02 V 1 /V 2, där P i-fallskärm, V i - molar volym av adsorptionsmedel adsorption
Varje mikroporös adsorbent kännetecknas av TOZM av två parametrar: W- mikroporvolym ( W 0 = = a 0 V 0) och Eo-karakteristik. energi; W 0 och E0 hänvisas till som en standardadsorbent, vanligtvis bensen.
Att använda tanken att det i en riktig adsorbent finns porer av olika storlekar, och introducera fördelningen av värden E s dispersion lika med F. Steckley föreslog en generalisering av ekvation (23), kallad Dubinin-Steckley-ekvationen:
Där B 0 - konstant förknippas med E i ekvation (23), och y= 
. Därför att i adsorber. teknik mest Mikroporösa adsorbenter (aktiva kol, zeoliter, finporösa xerogeler) har blivit utbredda. TOZM används inte bara i fysikaliska och kemiska tillämpningar. forskning, men också i tekniska beräkningar.
Adsorption av gas- och vätskeblandningar. I praktiken har vi alltid inte att göra med en enskild adsorbent, utan med en blandning av gaser eller flytande lösningar. Därför krävs en generalisering av teorin adsorption vid flerkomponentadsorption adsorption I princip kan du utgå från vilken modell som helst adsorption och utvidga det till detta fall. På adsorption gasblandning uppnås detta inte bara genom att kraftigt komplicera ekvationerna, utan också genom att införa tillägg till dem. empirisk parametrar relaterade till eller med interaktion. olika molekyler eller, mer allmänt, med inverkan av vissa ämnen på koefficienten. andras aktivitet. Endast Langmuir-modellen tillåter oss att erhålla isotermekvationen adsorption blandningar utan parametrar som inte ingår i ekvationerna för adsorption enskilda föremål För att göra detta är det tillräckligt att ta hänsyn till att under adsorptionen av den kth komponenten från blandningen i komponenter som ingår i adsorber. centra m.b. upptas av andra molekyler. Det är därför:
Om adsorption flytande lösningar, oavsett deras koncentration, är hela ytan av adsorbenten fylld adsorption Som ett resultat adsorption molekyler av den k-te komponenten åtföljs av förskjutningen av ett visst antal molekyler av de återstående komponenterna, dvs. adsorptionär konkurrenskraftig till sin natur.
Det finns molekylära och joniska adsorption lösningar. Den första inträffar när adsorption lösningar av icke-elektrolyter, andra lösning av elektrolyter. Molekyl adsorption, som regel uttrycks i överskottsmängder. Konkurrenskraftig natur adsorption bestämmer att värdet A M.B. både positiva och negativa. Uttrycker adsorption i-av den komponenten som funktionen av dess molfraktion i lösning x i-, vi har den där G i= O vid x i= 0 och x i= 1 (den möjliga förändringen av ämnets volym i adsorptionsskiktet försummas). Därför isotermen adsorption har en eller flera ytterligheter.
isoterm ekvation adsorption binära lösningar av icke-elektrolyter, tillförlitligt underbyggda termodynamiskt, har formen:
där subscript s indikerar adsorben. fas, - ( dn s 2 / dn s 1) visar hur många mol av den andra komponenten som förskjuts av en mol av den första skillnaden mellan termerna (standarddelar) av kemikalien. potential, endast beroende på temperatur.
Grundläggande problemet med att använda denna och ett antal andra isotermekvationer adsorption- Förtydligande av koefficientens beroende. aktivitet hos komponenter vid adsorption. lager från dess sammansättning adsorption Den viktigaste frågan vid användning adsorption för separation eller rening av ämnen - val av en selektiv adsorbent i förhållande till en given komponentlösning adsorption
Jonisk adsorption, är som regel inte likvärdig adsorptionÖvervägande ämnen adsorberas på ytan från elektrolytlösningen. katjoner eller anjoner. Tack vare el (Coulomb) krafter på ytan bildas elektriskt dubbelskikt.
Om adsorbenten innehåller joner eller ytfunktioner. grupper som kan joniseras i ett givet lösningsmedel, då sker jonbyte mellan adsorbenten och elektrolytlösningen. Adsorbenten i detta fall kallas. jonit.
Adsorptionskinetik
adsorption, som alla verkliga processer, inträffar i tiden. Därför hela teorin adsorption bör innehålla ett avsnitt om kinetik adsorption Elementär akt adsorption utförs nästan omedelbart (undantaget är kemisorption). Därför tidsberoende adsorption bestäms i huvudsak genom diffusionsmekanismen, dvs tillförseln av adsorbent till platsen adsorption Om adsorption på en öppen yta inte är ögonblicklig, en sådan process inträffar i det externa diffusionsområdet; Dessutom är diffusionslagarna inte specifika för adsorption När det gäller porösa adsorbenter, förutom externa diffusion, inre börjar spela en viktig roll. diffusion, dvs. överföring av adsorbent i adsorbentens porer i närvaro av en koncentrationsgradient i dem. Mekanismen för sådan överföring kan bero på adsorbentkoncentrationen och porstorleken.
Det finns molekylär-, Knudsen- och ytdiffusion (Volmer). Molekylär diffusion uppstår om den fria längden. molekylernas väg i porerna är mindre än porstorleken, Knudsen - om denna längd överstiger porstorleken. Med ytdiffusion rör sig molekyler längs ytan av adsorbenten utan att gå in i bulkfasen. Koefficientvärdena. diffusion är inte densamma för olika diffusionsmekanismer. I plural I fall går det inte att experimentellt fastställa hur exakt diffusion sker, och därför s.k. effektiv koefficient diffusion, som beskriver processen som helhet.
Grundläggande låt oss experimentera material om kinetik adsorption fungerar som den s.k kinetisk kurva, dvs. funktion = a/a lika = f(t) var-relativ adsorption, lika med förhållandet mellan det aktuella adsorptionsvärdet A Till a lika med dess värde vid tidpunkten t. Att tolka kinetiken kurva i det enklaste fallet antas det att adsorbentkornet har en porös struktur som är helt homogen i volym (denna modell kallas kvasihomogen). Medel. En förbättring av den kvasihomogena modellen är tanken att varje korn innehåller regioner med större och finare porer. Diffusion i ett sådant korn beskrivs av två olika faktorer. koefficienter.
I fallet med en öppen yta, med hjälp av Langmuir-modellen, är det lätt att få kinetiken. ekvation adsorption Hastigheten för närmande till jämvikt är skillnaden i hastighet adsorption och desorption. Om vi antar, som vanligt inom kinetiken, att processhastigheterna är proportionella mot koncentrationerna av de reagerande ämnena, har vi:
där k adc och k des är hastighetskonstanterna respektive. adsorption och desorption. Trycket i gasfasen antas vara konstant. När man integrerar denna ekvation från t= 0 till vilket värde som helst t vi får:
Därför har vi för f: = lika. Därför har vi äntligen:
där k = k annonser + k des.
Temperaturens inverkan på hastigheten adsorption uttrycks med en ekvation som liknar Arrhenius-ekvationen adsorption När temperaturen ökar, ökar kads exponentiellt. Därför att diffusion i adsorbentens porer är associerad med att övervinna aktivering. barriärer, temperaturberoendena för kads och kdes är inte desamma.
Kunskap om diffusionshastigheter är viktig inte bara för teori adsorption, men också för beräkning av industriella adsorber. processer. I det här fallet handlar de vanligtvis inte om enskilda adsorberande korn, utan med sina lager. Kinetiken för processen i lagret uttrycks av mycket komplexa beroenden. Vid varje punkt i lagret vid en given tidpunkt, värdet adsorption bestäms inte bara av isotermekvationens form adsorption och lagarna för processens kinetik, men också aero- eller hydrodynamisk. gas- eller vätskeflödet runt korn. Kinetiken för processen i det adsorberande skiktet, i motsats till kinetiken i ett separat korn, kallas. dynamik adsorption, är det allmänna schemat för att lösa problem som följer: ett system med differentialer sammanställs. partiella differentialekvationer, med hänsyn tagen till skiktets egenskaper, isoterm adsorption, diffusionsegenskaper (diffusionskoefficient, typer av massöverföring genom skiktet och inuti kornen), aerodynamiska och hydrodynamiska. funktioner stream adsorption Initial- och randvillkor anges. Lösningen av detta ekvationssystem leder i princip till värdena för adsorption vid en given tidpunkt vid en given punkt i lagret. Som regel analytisk lösningen kan endast erhållas för de enklaste fallen, så detta problem löses numeriskt med hjälp av en dator.
I en experimentell studie av dynamiken adsorption En gas- eller vätskeström med specificerade egenskaper leds genom adsorbentskiktet och sammansättningen av den utgående strömmen studeras som en funktion av tiden. Utseendet på det absorberade ämnet bakom lagret av den så kallade. genombrott, och tiden före genombrottet är tiden för skyddsåtgärder. Beroendet av koncentrationen av en given komponent bakom ett lager på tiden kallas. utgångskurva. Dessa kurvor tjänar som bas. låt oss experimentera material som låter en bedöma dynamikens mönster adsorption
Hårdvarudesign av adsorptionsprocesser
Det finns många tekniker. metoder för adsorption. processer. Utbredd cyklisk (periodiska) installationer med ett fast skikt av adsorbent, basic. vars nod är en eller flera. adsorbatorer tillverkade i form av ihåliga kolonner fyllda med granulär adsorbent. En gasström (eller vätska) innehållande adsorberade komponenter leds genom ett adsorberande skikt tills den bryter igenom adsorption Därefter regenereras adsorbenten i adsorbatorn och gasflödet leds till en annan adsorbator. Regenerering av adsorbenten innefattar ett antal steg, varav det huvudsakliga är desorption, dvs. frigöring av tidigare absorberat ämne från adsorbenten adsorption Desorption utförs genom uppvärmning, trycksänkning av gasfasen, förskjutning (t.ex. varm ånga) eller en kombination av dessa metoder. Eftersom tider adsorption och regenereringarna inte sammanfaller, välj ett sådant antal samtidigt arbetande och regenererade adsorbatorer så att hela processen fortskrider kontinuerligt.
Enligt tekniska och ekonomiskt av förnyelseskäl är regenereringen inte avslutad adsorption Därför är adsorbentens arbetskapacitet lika med skillnaden mellan det maximala uppnådda under givna förhållanden adsorption och mängden adsorbat som finns kvar i adsorbenten efter regenerering. Som ett resultat är isotermerna adsorption, motsvarande processen i adsorbatorn, bör inte vara för brant.
I det beskrivna schemat är två alternativ möjliga: 1) målprodukten adsorberas nästan helt från gasflödet, och sedan ingår den i desorbatet, varifrån den extraheras på ett eller annat sätt; 2) målprodukten adsorberas sämre än andra komponenter i gasblandningen, och sedan ingår den i utgångsgasströmmen. Enligt det första alternativet arbetar till exempel återvinningsenheter i viskosproduktion, samlar upp CS 2 från avgaser och återför dem till cykeln. Produktiviteten för sådana installationer når hundratusentals m3 renad gas per timme; adsorbentaktivt kol med inte för tunna mikroporer, d.v.s. kol där konstanten E enligt TOZM (se ovan) är 20-25 kJ/mol. Detta är meningen E 0 motsvarar en inte alltför brant isoterm, vilket ger goda regenereringsförhållanden. Sådana kol kallas återställande. Desorption utförs med varmvattenånga. För att spara energi leds kalla och varma gasströmmar genom värmeväxlare.
Torkning av gaser och vätskor, såsom petroleumgaser, innan de bearbetas eller naturgas är mycket viktigt. gaser före transport; adsorbenter - silikagel eller zeoliter. Desorption utförs genom uppvärmning. Eftersom desorption av zeolit är förknippat med hög energiförbrukning används en kombinerad adsorbent: basisk. fuktmassan absorberas av lätt regenererad silikagel och djuptorkning av zeolit.
Med termisk regenerering inkluderar hela cykeln adsorption upphettning av adsorbenten, dess desorption och kylning. Ett stort antal steg bestämmer processens låga intensitet och höga energiintensitet adsorption Därför är den sk. kortcykelanläggningar, vars hela cykel tar flera. minuter. I dem tillförs gas till adsorbatorn under betydelsen. tryck, som sedan släpps och desorption sker. Hela processen är nästan isotermisk (avvikelse från isotermalitet orsakas endast av frigöring av värme adsorption och värmeabsorption under desorption). Cykelsteg: adsorption, tryckavlastning, desorption, tryckstegring. Ett exempel är installationer med zeolit för att producera syreberikad luft.
I installationer med ett rörligt skikt av adsorbent (i de så kallade hypersorberarna) sänks den senare långsamt under påverkan av gravitationen och avlägsnas från botten. delar av adsorbatorn och hamnar i den sk. luftlyft, som är ett vertikalt rör parallellt med adsorbenten. kolumn. Ett luftflöde rör sig genom detta rör från botten till toppen, vilket lyfter adsorbentkornen till toppen. del av en kolumn. Det bearbetade gasflödet kommer in i den mellersta delen av adsorbatorn och rör sig uppåt i motström till adsorbenten. Längst upp i kolonnen finns kontinuerlig adsorption, längst ner - regenerering av adsorbenten (se även Adsorptionsrening).
I installationer med en fluidiserad (”kokande”) bädd av adsorbent, kommer gasflödet som kommer in i adsorbatorn underifrån att bringa adsorbenten i suspension. Samtidigt ökar effektiviteten av massöverföring mellan adsorbenten och gasen kraftigt och varaktigheten av adsorption och desorption. Sådana installationer har hög produktivitet. Deras breda utbredning hämmas av de höga kraven på päls. hållfastheten hos adsorberande korn (otillräcklig hållfasthet orsakar betydande förlust av adsorbent på grund av dess nötning och överföring från apparaten).
Grundläggande krav på adsorbenter: hög adsorbering. kapacitet, dvs. de borde vara spridda kroppar med högt slag. yta eller med stor porvolym; chem. ytans natur bör ge effektiv adsorption data i givna förhållanden; chem. och termisk hållbarhet, regenererbarhet, tillgänglighet. max. Aktivt kol, xerogeler av vissa oxider (silikageler, aluminiumgeler, etc.), zeoliter har blivit utbredda; från icke-porösa adsorbenter-teknik. kol (sot) och högdispergerad SiO 2 (aerosil, "vit sot").
Användningsområden för adsorptionsteknik
På utseendet adsorption grundat av många metoder för att rena luft från skadliga föroreningar (se. gasrening), vatten (se vattenbehandling), samt sockersirap för sockerproduktion, fruktjuicer och andra vätskor i livsmedel. industri, avfallssmörjoljor. Att ta bort fukt som en skadlig förorening från gaser och vätskor med hjälp av fasta adsorbenter är en av de viktiga grenarna av adsorption. tekniker (se även Gastorkning).
På adsorber. processer baserade på finseparering av blandningar av ämnen och isolering av vissa komponenter från komplexa blandningar. Exempel är separation av alkanisomerer för att erhålla normala kolväten för framställning av ytaktiva ämnen, separation av oljor vid framställning av motorbränslen. För gasblandningar adsorber. separationsmetoder används för att erhålla luft berikad med syre (upp till nästan ren O 2); i plural I fall konkurrerar dessa metoder framgångsrikt med rättelse (se. luftseparering).
Ett snabbt växande användningsområde för adsorber. medicinsk teknik, där den tjänar till att utvinna skadliga ämnen ur blodet (hemosorptionsmetod), etc. physiol. vätskor. Höga krav på sterilitet utgör en mycket svår uppgift att välja lämpliga adsorbenter. Dessa inkluderar speciellt framställda aktivt kol.
Belyst.: Brunauer S., Adsorption av gaser och ångor, trans. från engelska, vol. 1, M., 1948; de Boer I, Dynamic nature of adsorption, trans. från English, M., 1962; Adsorption och porositet, red. M.M. Dubinina [etc.], M., 1976; Keliev N.V., Fundamentals of adsorption technology, 2nd ed., M., 1984; Young D.M., Crowell A.D., Physical adsorption of gases, L., 1962. M.M.Dubinin, V.V. Sierpinski.
Välj den första bokstaven i artikeltiteln: