Caracteristicile adsorbentelor solide.
Ca adsorbanți, sorbenți de carbon (cărbune de lemn sau oase, grăsime termică grafitizată GTS), argile de bentonit, silicagel, zeoliți etc. sunt cel mai adesea utilizați.
Sorbenții de carbon sunt obținuți din toate tipurile de materii prime, care, în anumite condiții, pot da un reziduu solid de carbon - cărbuni fosili, turbă, lemn, nucă, fructe și oase de animale. Cele mai bune sunt cărbuni obținute din coajă de nucă de cocos și miez de caise.
Pentru a crește capacitatea de adsorbție a sorbentului de carbon, acestea sunt activate în plus, menținându-se la o temperatură ridicată în prezența vaporilor de apă și a dioxidului de carbon. În procesul de activare, rășina care umple porii cărbunelui arde, suprafața specifică a adsorbantului și, în consecință, capacitatea sa de adsorbție crește.
Suprafața specifică a cărbunelui activ, inclusiv suprafața tuturor porilor, poate atinge 1000 m 2 / g.
Sorbenții de carbon sunt utilizați pentru purificarea apei, a masei alimentare; purificarea și separarea gazelor; în medicină.
Gelul de silice se obține prin uscarea vaselui acid polisilicic; prin compoziția chimică este SiO2. Produs sub formă de granule poroase, suprafața specifică este
Bentonite - preactivate cu argilă acidă, utilizate pentru curățarea siropurilor, sucurilor, uleiurilor vegetale.
Sticla poroasă este obținută atunci când metalele alcaline și alcalino-pământoase sunt îndepărtate din ochelari.
Zeoliții (în traducerea din greacă "piatră de fierbere" datorită capacității de a se umfla atunci când este încălzită) - materiale aluminosilicate naturale și sintetice. Structura lor cristalină este formată din tetraedra [SiO4] 4- și [AlO4] 5-. noduri comune comune într-un cadru tridimensional, străpuns de cavități și canale, în care există molecule de apă și cationi metalici din grupele I, II.
Zeoliții prezintă proprietăți de adsorbție după îndepărtarea apei din cavitățile lor (cu încălzire). Zeoliții de diferite soiuri au o dimensiune strict definită a intrărilor în cavitate și canale. Prin urmare, ele sunt, de asemenea, numite "site moleculare" pentru capacitatea lor de a absorbi numai anumite componente.
Se utilizează pentru izolarea și purificarea hidrocarburilor petroliere; purificarea, uscarea și separarea gazelor (inclusiv aerului); uscarea freonilor; extracția elementelor radioactive.
Adsorbanții solizi sunt poroși și neporoizi.
Porozitatea adsorbantului este determinată de raportul dintre volumul total al porilor Vn și volumul total al adsorbantului Vads
În funcție de dimensiunea porilor, se disting adsorbanții macroporoși, mezoporoși și microporosi.
Tabelul 3
Carbon activat, zeoliți, sticlă poroasă
Porozitatea adsorbantului are o mare importanță pentru adsorbție: cu cât este mai mare, cu atât este mai mare suprafața specifică și cu atât mai mare este capacitatea de adsorbție. Totuși, acest lucru este valabil doar dacă moleculele adsorbate sunt mici și pot pătrunde cu ușurință în pori, i. E. sunt proporționale cu dimensiunea porilor.
Există adsorbanți polari (hidrofili) și nepolari (hidrofobi).
Polar (bine umezit cu apă) - silicagel, zeolit, argilă, sticlă poroasă; nepolar (apa nu este udată) - carbon activat, grafit, talc, parafină.
Cerințe pentru adsorbanți:
1) suprafață specifică mare (realizată prin măcinare, activarea suprafeței, depunerea unui strat subțire de adsorbant pe o suprafață poroasă (ceramică, cărămizi);
2) rezistența mecanică, stabilitatea termică și chimică;
3) preț scăzut;
4) posibilitatea de regenerare.
Reguli pentru selectarea adsorbanților
La alegerea adsorbantului, este necesar să se determine tipul de substanță adsorbită (polar, nepolar, surfactant). Absorbanții polari nu ar trebui utilizați în adsorbția din soluții apoase, deoarece ele pot adsorbi apa-solvent. Este recomandabil să le folosiți pentru adsorbție din soluții neapoase.
Absorbanții nepolari sunt bine adsorbiți din medii apoase.
Moleculele dipileice pot fi adsorbite pe orice adsorbant. În acest caz, ele sunt orientate de grupurile lor polare către mediul polar, cele nepolare către cel nepolar (figura 15).
Stratul de adsorbție format poate schimba natura suprafeței. De exemplu, adsorbția moleculelor dipile dintr-o soluție apoasă conduce la hidrofilizarea suprafeței cărbunelui, prin care cărbunele dobândesc capacitatea de a fi umectate cu apă.
Efectul Rebinder. atunci când surfactantul este adsorbit, diferența de polaritate dintre adsorbant și solvent scade.
Gradul de separare a substanței dizolvate și a solventului este mai mare, cu atât mai mare este diferența de polaritate.
Atunci când se alege adsorbantul, este necesar să se ia în considerare dimensiunile moleculelor adsorbante: diametrul porilor trebuie să depășească diametrul moleculelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: