Adsorption-capillary phenomena in supramolecular physical chemistry of catalysts and adsorbents texture formation and study

Капиллярная конденсация

• Характерная особенность адсорбции в мезопористых системах: капиллярная конденсация (КК) с объемным заполнением мезопор при относительном давлении паров Р/Р0< 1.
• Необходимые условия КК: наличие мезопор, смачиваемость их поверхности жидкой фазой адсорбата, температура ниже критической Ткр для адсорбата (при Т > Ткр КК не возможна).
• КК можно рассматривать как фазовый переход
• 1 рода: пар→ж (заполнение на адс. ветви) и ж → пар (испарение при десорбции).

Причина капиллярной конденсации

• Р = Р0 ехр(-2пжVm/rмRT) Р0(1- 2пжVm/rмRT),
• т.е. ниже давления над плоской поверхностью.

• Смачивание поверхности пор адсорбатом приводит к
• образованию вогнутых менисков, равновесное давление
• над которыми определяется уравнением Кельвина

• Пленка адсорбата
• на поверхности пор, t(P/P0)

• Мениск на поверхности конденсата, средняя кривизна поверхности
• Н =2/rм

• Сконденсированный
• адсорбат

• пар

• Капиллярная конденсация (КК)

• в мезопорах обычно сопровождается гистерезисом :
• в области КК десорбционная ветвь ИА проходит выше
• адсорбционной ветви ИА. В результате на ИА появляется
• замкнутая петля капиллярно-конденсационного
• гистерезиса.
• На рис. – типовые формы гистерезиса по классификации
• IUPAC

Капиллярная конденсация в общем случае может быть обратимой (без гистерезиса) и необратимой (с гистерезисом).

• Капиллярная конденсация в общем случае может быть обратимой (без гистерезиса) и необратимой (с гистерезисом).

• 0.0

• 0.2

• 0.4

• 0.6

• 0.8

• 1.0

• 0

• 2

• 4

• 6

• 8

• 10

• 12

• 14

• 16

• 18

• 20

• Р/Р0

• В случае обратимости внешняя форма ИА аналогична получаемой для непористых или макропорис-тых систем и может быть выявле-на, например, сравнительным анализом с ИА на действительно непористых материалах

• Область начала
• КК

• Стандарт сравнения- ИА
• на непористом материале