Классификация твердых адсорбентов
Все адсорбенты подразделяют на две группы: 1) адсорбенты с гладкой поверхностью (непористые); 2) пористые адсорбенты.
Таблица 4
Классификация и основные характеристики твердых адсорбентов
Тип адсорбента | Диаметр пор, нм | Удельная поверхность, м2/кг | Примеры |
Непористые | – | 1 – 500 | Сахар-песок, крупы, растворимый кофе, оксиды (ТiO2,SiO2), соли (ZnSO4, BaSO4), цемент, бетон |
Пористые: макропористые | > 200 | 500 – 2000 | Пищевые массы (макароны, хлеб, пастила, зефир), мука, асбест, древесина |
мезопористые | 2 – 200 | 2000 – 400000 | бентониты, силикагель, кремнеземистые породы природных глин |
микропористые | < 2 | > 400000 | цеолиты, активированный уголь, пористые стекла |
Часто адсорбенты применяют в виде порошков. Адсорбция на порошкообразных адсорбентах определяется их удельной поверхностью, которая определяется по уравнению (2). Удельная поверхность пористых порошкообразных адсорбентов значительно превышает непористых адсорбентов и в большей степени зависит от поверхности пор, чем от поверхности, определяющей контуры частиц.
Адсорбция на твердых адсорбентах зависит от ряда факторов:
– сродства адсорбента к адсорбтиву. На поверхности неполярных адсорбентов сильнее адсорбируются неполярные вещества, на поверхности полярных адсорбентов – полярные.
– дисперсности адсорбента. Чем меньше размер частицы, тем больше удельная поверхность .
– соотношения размеров пор и молекул адсорбирующегося вещества: поры должны иметь размер достаточный для проникновения молекул адсорбтива;
|
|
– пористости () – объема пор, приходящихся на единицу объема адсорбента:
, (34)
где – объем пор;
– общий объем тела.
Пористость адсорбента имеет большое значение для адсорбции: чем она выше, тем больше и адсорбционная способность. Однако это справедливо, если молекулы адсорбирующегося вещества невелики по сравнению с размером пор.
По природе различают полярные (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные) адсорбенты. Полярные адсорбенты хорошо смачиваются водой, к ним относят: силикагель, бентониты, цеолиты, пористое стекло. Неполярные адсорбенты плохо смачиваются водой: активированный уголь, графит, тальк, парафин.
В промышленности широко применяют:
Угольные адсорбенты получают высокотемпературной обработкой без доступа воздуха различных ископаемых углей, торфа, древесины, ореховой скорлупы, фруктовых косточек, костей животных и др. веществ, богатых углеродом. После дополнительной обработки, чаще водяным паром, для очистки пор, получают а ктивированные угли. В результате удельная поверхность возрастает до 1000 . Активные угли применяют для очистки воды, пищевых масс, газов, в медицине.
|
|
Силикагель получают высушиванием студня поликремниевой кислоты (по химическому составу это ). Удельная поверхность силикагеля» 500 .
Цеолиты – природные и синтетические алюмосиликатные материалы, в состав которых входят блоки SiO4 (АlО4). Цеолиты проявляют адсорбционные свойства только после термообработки, в результате которой из пор удаляется вода. Цеолиты называют также молекулярными «ситами» из-за их избирательной адсорбционной способности. Цеолиты применяют для выделения и очистки углеводородов нефти, очистки, осушки и разделения газов, осушки фреонов.
Бентониты – предварительно активированные глины. Применяют в пищевой промышленности для очистки растительных масел, вин, соков; в парфюмерной промышленности в качестве основы некоторых косметических средств для адсорбции с поверхности кожи токсинов, болезнетворных бактерий и т.п.
Пористые стекла получают путем удаления из стекла щелочных и щелочно-земельных металлов.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!