12
активации. Иногда по веществу – активатору.
Иногда название угля
содержит аббревиатуру, соответствующую фамилии, имени и отчеству
автора. В каталогах угли расположены по типу очищаемой среды (угли для
очистки газовых сред, угли для очистки жидких сред) и по назначению.
Внутри этих разделов угли ранжированы по форме частиц: гранулированные,
дробленные, порошкообразные. Описание каждой марки угля содержит
указания на предпочтительную область
применения и техническую
характеристику, в которую, в числе прочих важных сведений, входят данные
о содержании пор каждой группы и коэффициентах уравнений ТОЗМ. Эти
коэффициенты определены по стандартному веществу – бензолу.
Силикагели.
Синтез адсорбентов этого типа впервые был осуществлен в
20-х г.г. 20 в. американским химиком Люисом. Силикагель получают при
взаимодействии солей поликремниевых кислот с минеральными кислотами.
В ходе синтеза образуется аморфный гидратированный кремнезем,
последующие превращения которого идут с отщеплением воды по механизму
поликонденсации. Процесс поликонденсации приводит к образованию
частиц коллоидных размеров – глобул. Слипшиеся глобулы формуют в
минеральном масле в гранулы. Первые стадии этого процесса схематично
могут быть описаны следующими уравнениями:
Na
4
SiO
4
+ H
2
SO
4
= Si(OH)
4
+2Na
2
SO
4
2Si(OH)
4
= (OH)
3
Si-О-Si(OH)
3
+ H
2
O и т.п.
Размеры глобул (2-30 нм) определяются
условиями синтеза и в свою
очередь задают характер пористой гранулы структуры адсорбента. На рис.1.4
приведены
модели
двух
глобулярных
структур,
отвечающих
мелкопорисиому (рис.1.4 а) и крупнопористому (рис.1.4 б) силикагелям.
а
б
Рис.1.4.
Модели глобулярной структуры мелкопористого (а) и
крупнопористого (б) силикагелей.
Обычную для адсорбции классификацию пор по размерам (микро-, мезо-,
макро-) для силикагелей не используют. Ее непригодность видна даже из
схематичных изображений, приведенных на рис.1.4. В силикагелях нет
других пор, кроме пространств переменного размера между глобулами,
13
размеры которых определяют размеры пространств. По величине глобул
силикагели подразделяют на мелко-, средне- и крупнопористые.
Поверхность глобул, обращенная внутрь
межглобулярного пространства,
содержит кислые гидроксилы: - ОН
+
. Модель поверхности силикагеля может
быть представлена схемой, приведенной на рис. 1.5.
Si
O
Si
O
Si
OH
OH
OH
Рис.1.5. Модель поверхности силикагеля.
Поверхность силикагеля, таким образом, несет положительный заряд и
способна к специфическим (электростатическим) взаимодействия. В триаде
этан, этилен и пропан отрицательный заряд имеется только у этилена, и
молекулы этого вещества адсорбируются на
силикагеле лучше, чем
аполярные молекулы этана, но хуже чем пропана. Ряд адсорбируемости для
силикагеля имеет вид: этан < этилен < пропан.
Силикагель используют для осушки газов, очистки минеральных масел и
как носитель катализаторов. Для нас главной областью его применения будет
являться осушка – удаление паров воды из газов.
Хорошие уравнения для описания равновесной адсорбции воды на
силикагелях отсутствуют и в технологических расчетах используется прямая
экспериментальная информация. Пример ее приведен на рис.1.6., на котором
представлены изотермы адсорбции воды на двух образцах силикагелей.
40
80
0
20
40
60
2
1
%
(м
ас
с.
)
φ,%
Рис.1.6. Изотермы адсорбции воды на мелкопористом (2) и среднепористом
(1) силикагелях при 20
0
С.
14
Изотермы,
приведенные на рисунке, имеют неленгмюровский характер,
что связано с протеканием в порах силикагеля капиллярной конденсации.
Промышленные марки силикаглей обозначают комбинацией из четырех
букв. Вторая буква слева всегда С, что означает силикагель. Первая литера
говорит о размере частиц силикагеля: К – крупный, М – мелкий, Ш –
шихта
(смесь крупного и мелкого) Третья буква характеризует пористую структуру
адсорбента: М – мелкопористый, С – среднепористый, К – крупнопористый.
Четвертую букву в наименовании силикагеля часто пропускают, но, если она
есть, то ею обозначена форму частиц адсорбента. Итак, КСМГ означает
крупный силикагель мелкопористый гранулированный, а ШСК – шихта
силикагель крупнопористый.
Do'stlaringiz bilan baham: 
