Химия - Адсорбация и регенерация сорбентов

01 марта 2011


Оглавление:
1. Адсорбация и регенерация сорбентов
2. Регенерация сорбентов



Адсорбция

Адсорбция — процесс концентрирования вещества из объёма фаз на границе их раздела.

На свойства веществ оказывает влияние расположение молекул и расстояние между ними. В одних телах молекулы находятся друг от друга далеко, а в других — совсем рядом. Естественно, в каждом случае будут разными силы межмолекулярного взаимодействия. При соприкосновении тел между собой или окружающей средой особую роль играют молекулы-пограничники. Они занимают тонкие поверхностные слои на границах тел. Периферийные молекулы ведут себя иначе, чем в глубине тела.

От поверхностных слоёв зависят все виды молекулярного взаимодействия тел:

1. прилипания,
2. сваривание,
3. паяние,
4. склеивание,
5. трение.

Свойствами поверхностных слоев определяются и такие процессы, как растворение и кристаллизация, испарение и конденсация пара, коррозия или химическое растворение, разрушение горных пород и почв. Если твёрдое тело измельчить, то поверхность каждой единицы его объема увеличится в десятки тысяч раз. При этом возрастёт и химическая активность. Характеристики таких дисперсных тел целиком определяются свойствами их поверхностного слоя. Каждая молекула в объеме любого тела связана со своими соседями, равномерно окружающими её со всех сторон.

Совсем по-другому ведут себя молекулы-пограничники. Со стороны объёма жидкости или твёрдого тела у них такие же «соседи». Но с внешней стороны тела, если оно граничит с газом, молекул очень мало. Поэтому молекулы-пограничники всегда имеют свободные связи. Поверхностный слой может улавливать и окружающей среды такие молекулы, которые способны «насытить» свободные силы сцепления молекул-пограничников.

Такой процесс называется адсорбцией.

Поверхность одного грамма таких высокодисперсных адсорбентов достигает 1000 м². адсорбенты применяют и как катализаторы-ускорители химическая реакция. Молекулы веществ, активируясь на поверхности в порах сорбента, легче реагируют друг с другом, и скорость реакции повышается во много раз. Именно так действуют катализаторы при получении аммиака,серной кислоты и других важнейших химических производствах.

Синтетические цеолиты представляют собой алюмосиликаты кальция, натрия и других металлов, полученные путём гидротермального синтеза. В отличие от других сорбентов, каждый тип цеолитов имеет поры строго определённого размера и поэтому поглощает только те молекулы, размеры которых меньше пор. Наибольшее применение получили цеолиты NaA, CaA, NaX, CaX. Первая часть обозначения — это преобладающий в цеолите метал, вторая — тип решётки. Цеолиты имеют следующие размеры входных окон:

1. NaA — 4;
2. CaA — 5;
3. NaX — 8;
4. CaX — 9-10.

Внутренняя удельная поверхность цеолитов типа NaA и CaA — 750—800 м²/г, типа CaX — 1030 м²/г.

Просмотров: 2834

<<<