Пористость П — доля объема пор в общем объеме пористого тела.
Классификация сорбентов
- 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).
- По видам изотермической сорбции (Киселев):
Механизмы заполнения пор
- 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.
- 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.
- 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:
- 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.