Nalsx цеолтида бензол адсорбцияси дифференциал иссиқлиги

NaLSX ЦЕОЛТИДА БЕНЗОЛ АДСОРБЦИЯСИ ИЗОТЕРМАСИ


Абдурахмонов Элдор Баратович
Кимё фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD), катта илмий ходим
Рахматкариева Фируза Гайратовна
Кимё фанлари доктори (DSc), бош илмий ходим
ЎзР ФА Умумий ва ноорганик кимё институти

Табиий цеолитлар таркибини асосий қисмини кремний ва алмюминий оксидлар ташкил қилади. Улар таркибидаги қўшимча металлар ва бошқа кимёвий бирикмалар эса цеолит ғовакларни сонини камайишига олиб келади. Цеолитлар атроф муҳитга чиқаётган заҳарли газларни яхши адсорбциялаши билан муҳим аҳамиятга эгадир.

Цеолитлар – бу каркас кўринишдаги алюминосиликат кристалларидан иборат ишқорий ва ишқорий ер металларидан тузилган, ўзгармас температурада қиздириш алюминий ва кремний оксидларига сув таъсир қилмайди ва аста секинлик билан чиқиб кетади, бу даврда мунтазам каналлар ва бўшлиқлардан иборат кичик ўлчамдаги молекулалар кириши учун каркаслар шаклланади [1]. Синтетик цеолитлар бир хил таркиб ва тузилишга эга бўлганлиги учун табиий цеолит аналогларига нисбатан саноатда кўпроқ мақсадларда ишлатилади [1].


1-расм. 303 К да NaLSX цеолитида бензол адсорбцияси изотермалари.
1- эксперимент натижалари, 2-микроғовакларнинг ҳажмий тўйиниш назарияси (МҲТН) тенгламаси ёрдамида ҳисоблаш.
NaLSX цеолитига бензол адсорбцияси изотермалари 303 К ҳароратда ҳажмий усулда олиб борилди. 1-расмда NaLSX цеолитига бензол адсорбцияси изотермаси келтирилган. Изотерма (абцисса) ўқида логарифмик (ln), адсорбция (N) (N-супербўшлиқ ва элементар ячейканинг 1/8 С₆Н₆ молекула сони) (ордина) ўқидан иборат бўлиб, бутун босим мувозанати оралиқларида адсорбция боришини тасаввур қилиш имкониятини беради. 1-расмда 1-рақами билан эксперимент натижалари 2-рақами билан микроғовакларнинг ҳажмий тўйиниш назарияси тенгламаси ёрдамида қайта тавсифланган белгилар келтирилган. Дастлабки бензол молекулалари адсорбцияси изотермасининг нисбий босими 7•10^-5 мм.сим.уст.га тенг бўлиб, бунда изотермани логарифимик қиймати ln(p/p°)=-14,33 бўлади. Битта молекула бензол молекулалари цеолит микроғовакларини бошланғич тўлдиришларида изотерма чизиғини бироз эгилиши кузатилади, бунда изотерма ln(p/p°)=-14,33 дан ln(p/p°)=-12,8 оралиғида бориб, адсорбция эса N=1 C₆H₆/1/8 эя.ни ташкил этади. Ундан сўнг изотерма кўрсаткичи ln(p/p°)=-10.54 га етгунга қадар тик чизиқ кўринишига бўлади, бунда адсорбция 4.0 C₆H₆/1/8 эя.ни ташкил этади ва 3 та молекула бензол молекулалари адсорбцияланади. Кейинги 1,12 та бензол молекуласи адсорбциясида изотерма чизиқлари адсорбция ўқи томонга қараб кескин яқинлашади ва изотерма логарифмик қиймати ln(p/p°)=-0,22 етганда, нисбий босим 96 мм.сим.уст. ташкил этади ва бензолни 30⁰С ҳароратдаги тўйиниш буғ босимига яқинлашади.
Тажриба натижаларидан олинган адсорбция изотермалари қийматларини микроғовакларнинг ҳажмий тўйиниш назарияси (МҲТН)нинг уч ҳадли тенгламаси ёрдамида тавсифланди [2, 3]:
N = 2,67exp[-(A/32,07)¹⁰]+1,79exp[-(A/27,98)¹⁸]+0,74exp[-(A/10,21)¹],
N – микроғовакларда адсорбция C₆H₆/1/8 эя, А = RT ln(P^o/P) – адсорбция энергияси, кЖ/моль.
Адсорбция изотерамаларини МҲТН тенгламасидаги ҳар бир ҳадларнинг даража қийматидан маълумки, яъни биринчи ва иккинчи ҳад даражаси 10 ва 18 ни ташкил этиб, бу кўрсаткичлар цеолит микроғовакларигача кириб боришини билдиради. Учинчи ҳад эса кичик даража бўлиб, бунда бензол молекулаларининг тўйиниш босқичида бориб, адсорбат адсорбат молекулалари ўзаро таъсирлашиши кузатилади.
NaLSX цеолити ароматик бирикмаларни кўп миқдорда адсорбциялаши билан бошқа турдаги цеолитлардан ажралиб туради. Ушбу цеолит ҳам элементар ячейкаларида 28 ммоль/г бензолни сорбциялайди.
Фойдаланилган адабиётлар
1. Алехина, М. Б. Промышленные адсорбенты: учебное пособие / Алехина, М. Б. - РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. 115 с. : ил. - Библиогр.: с. 113-115.
2. Рахматкариев Г.У., Исирикян А.А. Полное описание изотерм aдсорбции уравнениями теории объемного заполнения микропор // Изв. АН СССР, Сер.хим. 1988. № 11. С. 2644.
3. Dubinin M.M. Progress in Surface Membrane Science, New York 1975. Vol. 9. P. 1-70.