Недостатком активированных углей является их горючесть (в воздухе они возгораются при температуре около 300 °С). Угольная пыль возгорается при температуре около 200 °С, а при ее концентрации 17 ‑ 24 г/см3 образуется с кислородом воздуха взрывчатая смесь.
Силикагель представляет собой гидратированный гель кремниевой кислоты. Последний получают действием серной или соляной кислот на раствор силиката натрия. Выделяющийся гель после промывки водой сушат до влажности 5 ‑ 7 %, при которой достигается наибольшая адсорбционная способность. Силикагель отличается однородностью и равномерным распределением пор, средний диаметр которых находится в пределах (1 ‑ 5)·10–9 м, имеет корпускулярную структуру – его поры образованы промежутками между частицами сферической формы. Следовательно, размеры пор и их объем зависят от размера и плотности упаковки элементарных частиц. Удельная поверхность силикагеля 400 ‑ 500 м2/г. Он является гидрофильным адсорбентом, причем поглощаемая им влага уменьшает способность его поглощать пары других веществ. Силикагель широко применяется для поглощения влаги, осушки газов, для разделения паров органических веществ, а также как поглотитель веществ, плохо сорбируемых активированным углем (например, аммиака). По сравнению с активированными углями силикагель отличается значительно большей механической прочностью, он не горюч и регенерируется при сравнительно низкой температуре (100 ‑ 200 °С).
Алюмогели представляют собой смеси нормального гидрата окиси алюминия Al(OH)3 и ее полугидратов, получаемые термической обработкой гидрата окиси алюминия при температурах 600 ‑ 1000 °С. Образующийся сорбент имеет поры со средним диаметром 1 ‑ 3·10–9 м и среднюю удельную поверхность 200 ‑ 400 м2/г. Алюмогель является гидрофильным адсорбентом. В промышленности применяется для осушки различных газов и органических жидкостей, а также для улавливания углеводородных примесей из воздуха и фтора из различных сред.
Цеолиты представляют собой природные или синтетические адсорбенты, которые являются водными алюмосиликатами катионов элементов первой и второй групп периодической системы Д.И. Менделеева. В качестве промышленных адсорбентов применяют главным образом синтетические цеолиты. Синтетические цеолиты обладают практически идеальной однородной микропористой структурой. Они проявляют молекулярно-ситовое действие, которое заключается в их способности не поглощать молекулы, размер которых больше размера пор. Поэтому цеолиты являются адсорбентами с очень высокой селективностью. Молекулярно-ситовое действие цеолитов используют в промышленности для разделения смесей газов и жидкостей по размерам молекул, например, для отделения нормальных парафиновых углеводородов от их изомеров. Цеолиты отличаются также высокой поглотительной способностью по отношению к воде и являются высокоэффективными адсорбентами для глубокой осушки газов, содержащих небольшие количества влаги. С повышением температуры поглотительная способность цеолитов снижается меньше, чем у других рассмотренных адсорбентов, поэтому их применяют до температур порядка 300 °С.
Глинистые природные породы, в состав которых входят минералы с регулярной структурой, применяются в качестве адсорбентов (преимущественно для очистки жидкостей от примесей и пигментов) Глины подвергают активации путем обработки серной или соляной кислотой. Большинство глин, хотя и имеет в своем составе мелкопористые минералы, относится к переходнопористым и крупнопористым адсорбентам. Удельная поверхность таких адсорбентов не превышает 150 м2/г.
39.3. Равновесие при адсорбции
Природа сил, вызывающих адсорбцию, может быть самой различной. Независимо от природы адсорбционных сил на величину физической адсорбции влияют следующие факторы: природа поглощаемого компонента, температура, давление, а также наличие примесей в фазе, из которой идет поглощение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.