Министерство высшего и специального образования Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕЧКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра инженерной защиты окружающей среды

Измерение изотерм

Сорбции паров органических веществ

На различных адсорбентах

В динамических условиях

Методические указания к

лабораторным работам

Санкт-Петербург

2001

Составители: канд. техн. Наук, доц. Г. И. Бойкова, доц. М. Я. Пулеревич.

Научный редактор – докт. техн. наук проф. Т. Г. Плаченов.

Утверждено в качестве методических указаний на заседании методической комиссии факультета технологии силикатов, неорганических веществ. Протокол №41 от 18 октября 1982 г.

Кафедра химии и технологии сорбентов

Измерение изотерм сорбции паров органических веществ на

различных адсорбентах в динамических условиях

Методические указания к лабораторным работам

Составители: доц. М. Я. Пулеревич, Г. И. Бойкова

Редактор Р. С. Казакова

Технический редактор Г. С. Гененрайх

Корректор К. Л. Евангулян

Сдано в набор 25.02.83. подписано к печати 30.08.83.

Формат Бумага типограф. №3. Гарнитура литературная.

Печать высокая. Печ. л.1,5. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,38.

Заказ 1303. Тираж 300 экз. Бесплатно.

Редакционно-издательский отдел ЛТИ им. Ленсовета

198013, Ленинград, Московский пр., 26

Межвузовская типография (3) СППО-2 Ленуприздата

198013, Ленинград, Московский пр., 26

1. Введение

Активность сорбентов характеризуется количеством вещества, поглощаемого единицей их массы или объема.

Исследование сорбционной активности сорбентов по парообразным веществам может проводиться в статических и динамических условиях путем измерения изотерм адсорбции. При определении изотермы адсорбции находят равновесную величину адсорбции при равновесных концентрациях парогазовой смеси.

Данное методическое указание предназначено для выполнения лабораторной работы по измерению изотермы сорбции паров бензола на активном угле студентами кафедры химии и технологии сорбентов.

1. . Пористая структура активированных углей

1. .Определение объемов характерных пор активированных углей

В качестве сорбентов для поглощения газов и паров наибольшее применение имеют активированные угли и минеральные сорбенты.

Адсорбционные свойства активированных углей тесно связаны с их пористой структурой.

Степень развития пористости активированных углей характеризуется суммарным объемом пор (V_, см³/г), который выражается разностью объема, занимаемого зернами угля, и истинного объема собственного вещества угля [1]:

(1)

Где – кажущаяся плотность угля; d – истинная плотность угля.

Активированные угли обладают сложной системой пор. По классификации М.М. Дубинина [2] среди пор активированных углей следует различать микропоры, переходные, или мезопоры, и макро поры. Микро поры являются наиболее мелкой разновидностью пор. Их объем заполняется в результате адсорбции пара.

Для активных углей с малым развитием объема мезопор объем микропор представляет собой объем адсорбированного пара в виде жидкости для точки изотермы, соответствующей в случае сорбции паров бензола равновесному относительному давлению P/P_s =0,175 [3]. Произведение найденной величины адсорбции в мМ/г на объем миллимоля жидкого бензола при 20C ( =0.0886 см³/мМ) дает объем микропор:

(2)

Для четыреххлористого углерода берут величину сорбции, соответствующую P/P_s=0,16.

Более крупную разновидность, чем микропоры, называют мезопорами. Мезопоры объемно заполняются в результате процессов адсорбции и капиллярной конденсации. Объем мезопор определяется как разность предельного объема сорбционного пространства и объема микропор:

(3)

В более точных расчетах объемов мезопор и микропор вводится поправка на адсорбированное количество пара на поверхности мезопор [4]. Предельно заполненные сжиженным паром в результате адсорбции и капиллярной конденсации объемы пор W_s (см³/г) вычисляют как произведение максимальной величины сорбции (мМ/г) при P/P_s=1 на объем миллимоля жидкого бензола:

(4)

Самой крупной разновидностью пор углей являются макропоры. Объем макропор заполняется только при погружении угля в жидкость с углом смачивания меньше90 и вычисляется по разности суммарного объема пор и предельного объема сорбционного пространства:

(5)

Так как суммарный объем пор

(6)