Классификация сорбентов

Пористость П — доля объема пор в общем объеме пористого тела.

Классификация сорбентов

  1. По размерам пор (Дубинин):
    • микропористые (r < 2 нм);
    • мезопористые (с переходными порами: 2 < r < 50 нм);
    • макропористые (r >50 нм);
    • непористые (есть только внешняя поверхность).
  2. По видам изотермической сорбции (Киселев):

Механизмы заполнения пор

  1. Микропоры (r < 2нм)

    Радиус поры меньше радиуса действия адсорбционного поля, значит адсорбционные поля от противоположных стенок перекрываются, тем самым усиливая адсорбционный потенциал и силу адсорбционного взаимодействия. Молекулы адсорбата с большой силой втягиваются в пору и всего несколько молекул заполняют весь объем пор.

  2. Мезопоры (2 < r < 50 нм)

    На стенках пор появляется адсорбционный слой молекул. Адсорбционный слой сливается, конденсируются пары и происходит слияние жидких пленок. Если жидкость смачивает стенки пор, то образуется вогнутый мениск. Давление пара над вогнутой поверхностью меньше чем над плоской, поэтому происходит дальнейшая капиллярная конденсация.

  3. Макропоры (r > 50 нм)

    Макропоры не отличаются от внешней поверхности. Слияния пленок не происходит.

Капиллярные явления

Условия возникновения:

  • адсорбат должен быть способен сжижаться (пар, а не газ);
  • сорбент должен иметь радиус пор от 2 до 50 нм (мезо-);
  • жидкий адсорбат должен смачивать стенки пор.
Изотермы необратимы, наблюдают сорбционный гистерезис, т.к. при процессах адсорбции и десорбции смачивание пор разное:

Изотермы необратимы, наблюдают сорбционный гистерезис, т.к. при процессах адсорбции и десорбции смачивание пор разное:

  • в случае адсорбции в порах остаются следы воздуха, которые препятствуют полному смачиванию (мениск с r1);
  • на обратном процессе воздуха нет, смачиванию ничто не мешает (мениск с r2).

Уравнение Томсона—Кельвина:

Во избежание гистерезиса тщательно удаляют воздух.

Во избежание гистерезиса тщательно удаляют воздух.

Поделиться: