Поверхностные явления и дисперсные системы

Скачать в pdf «Поверхностные явления и дисперсные системы»
Рис. 2.5. Изотерма адсорбции при капиллярной конденсации


При малых концентрациях сС << 1) количество вещества, поглощенного сорбентом, растет линейно с ростом концентрации. При больших концентрациях сС >> 1), Г(С) = Гш поверхность сорбента полно-стью занята молекулами сорбируемого вещества. Количество поглощенного вещества равно Гш и не зависит от концентрации сорбируемого вещества в объеме жидкости или газа. Величина Гш называется сорбционной емкостью и характеризует максимально возможное количество вещества, которое может поглотить сорбент.


При сорбции паров вещества пористыми адсорбентами процесс мономолекулярной адсорбции может перейти в капиллярную конденсацию. На первой стадии молекулы пара заполняют поверхность стенок пор (капилляров) в один слой, затем число слоев возрастает, образуется жидкая фаза, которая заполняет объем пор. Изотерма адсорбции в этом случае имеет S-образную форму. При малых давлениях кривая представляет собой изотерму адсорбции Ленгмюра, а при приближении к величине предельной сорбции резко поднимается вверх, процесс переходит в капиллярную конденсацию (рис. 2.5).


Твердые пористые адсорбен-ты широко используют в различных областях для удаления из газов и жидкостей нежелательных примесей — очистка веществ. Например, в фильтрующем противогазе происходит удаление ядовитых газов из воздуха.


Приведем примеры пористых адсорбентов.


Активные угли — пористые углеродные адсорбенты, которые получают путем термической обработки органического сырья (например, древесные материалы) без доступа воздуха с последующей физико-химической обработкой для создания требуемой микропористой структуры. Поверхность угольных сорбентов электронейтральна, и адсорбция определяется в основном дисперсионными силами взаимодействия. Активные угли хорошо поглощают неполярные вещества из газовой фазы и водных растворов. Обладают удельной поверхностью до 1000 м2/г.


В зависимости от назначения угольные сорбенты подразделяют на газовые, рекуперационные и осветляющие угли. Газовые угли предназначены для улавливания плохо сорбирующихся веществ, содержащихся в газах в небольшой концентрации, а также для очистки воды от примесей веществ с небольшим размером молекул, в частности дезодорация питьевой воды. Рекуперационные угли предназначены для улавливания паров органических растворителей из воздуха. Осветляющие угли служат для поглощения относительно крупных молекул и микросуспензий из жидкой среды, в частности используются для фармацевтических целей и для осветления пищевых продуктов.

Скачать в pdf «Поверхностные явления и дисперсные системы»