Сорбционные свойства

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Сорбционные свойства

Содержание

2. Адсорбція – концентрування речовини на поверхні розділу фаз. Абсорбція – поглинання речовини, що веде до її
3. ФІЗИЧНА І ХІМІЧНА АДСОРБЦІЯ Фізична адсорбція – зв’язування молекул на межі розділу фаз за рахунок “слабких”
4. Характеристики зразку: - питома площа поверхні (м2/г) - об’єм пор (см3/г) - енергія адсорбції певного субстрату
5. ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ “Посадочна площадка” am S = amNmax = amnmaxNA Поверхня реальних сорбентів – сукупність атомів,
6. АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ Ультрамікропори – діаметр порівняний з діаметром молекул адсорбату Мікропори – діаметр до 2
7. Пошарове заповнення мезопор – до досягнення “діаметру капілярної конденсації” АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ Заповнення мікропор – завжди
8. ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ Мікропористий зразок, мала “зовнішня” поверхня Непористий або макропористий зразок. Необмежена моно- і
9. ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ Постійне “посилення” адсорбції, на відміну від лінійного рісту з тиском (як в
10. ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ Нетипова ізотерма, дещо схожа на комбінацію типу ІІІ і IV. Спостерігається для
11. ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ПОВЕРХНІ Модель Ленгмюра: вважається, що заповнення моношарове Модель Брунауера-Емметта-Теллера (БЕТ): na – кількість адсорбату,
12. ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМУ ПОР
13. Рівняння Кельвіна: ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРУ ПОР σ – міжфазний поверхневий натяг, υ – молярний об’єм рідини, р
14. 1 – гачок, 2 - скляна ампула на шліфу, 3,4 - відростки для відкачування повітря та
15. Сорбція N2 на Co3O4 і на композиті Co3O4/силікагель Y. Wang, C.-M. Yang, W. Schmidt, B. Spliethoff,
16. Ізотерми сорбції і десорбції N2 при 77 К (a) вихідної матриці КІТ-6 (b) мезопористого композиту Cr2O3/KIT-6,
17. Канали в кристалічній гратці Сорбційні властивості 2D-координаційних полімерів Fe2MO(Piv)6(bipy)1,5
18. 1. Вибираємо адсорбційну криву для комплекса Fe2NiO(Piv)6(bipy)1,5 2. Робимо фіт кривої за рівнянням Ленгмюра: a/amax =
19. Пористі 1D-координаційні полімери S. Takamizawa, E. Nakata, T. Saito Inorg. Chem. Comm. 7 (2004) 125–127
20. Переваги пористих координаційних полімерів A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998
21. Переваги пористих координаційних полімерів A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998
22. Мікрофотографія великих кристалів Zn4O(bdc)3, отримана методом СЕМ (шкала - 1 мм) Адсорбція аргону при 87 К
23. Порівняння поглинання пропану порожнім контейнером і контейнером з Zn4O(bdc)3. Поглинання С3Н8 (г на 1 літр контейнеру)
24. Ситовий ефект S. Q. Ma, X. S. Wang, D. Q. Yuan and H.-C. Zhou, Angew. Chem.,
25. Дихаючі полімери Cr(OH)(bdc) S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, C. Serre, F. Millange, T. Loiseau, G. Ferey,
26. Ефект “розкриття каналів” Cu(dhbc)2(bipy) Hdhbc = 2,5-дигідробензойна кислота R. Kitaura, K. Seki, G. Akiyama and S.
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Адсорбція – концентрування речовини на поверхні розділу фаз.
Абсорбція – поглинання речовини,

що веде до її накопичення в об’ємі іншої речовини.
Сорбція – сукупна дія адсорбції і абсорбції.

Слайд 3

ФІЗИЧНА І ХІМІЧНА АДСОРБЦІЯ
Фізична адсорбція – зв’язування молекул на межі розділу

фаз за рахунок “слабких” зв’язків (як правило, дисперсійних сил, диполь-дипольних взаємодій тощо).
Оборотній процес, зменшення тиску або концентрації адсорбату до нуля призводить до повної десорбції.
Хімічна адсорбція – адсорбція з утворенням хімічних зв’язків. Часто процес необоротній, зменшення тиску або концентрації адсорбату до нуля не призводить до повної десорбції. Повна десорбція часто потребує нагрівання зразку.

Слайд 4

Характеристики зразку:
- питома площа поверхні (м2/г)
- об’єм пор (см3/г)
- енергія адсорбції

певного субстрату

Слайд 5

ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ
“Посадочна
площадка” am
S = amNmax = amnmaxNA
Поверхня реальних сорбентів – сукупність

атомів, вона не є ідеальною однорідною площиною

Слайд 6

АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ
Ультрамікропори – діаметр порівняний з діаметром молекул
адсорбату
Мікропори

– діаметр до 2 нм
Мезопори – діаметр від 2 до 50 нм
Макропори – діаметр більше 50 нм

Заповнення ультрамікропор

Сорбціна ємність ультрамікропористих зразків
не росте пропорціно збільшенню діаметру пор

Слайд 7

Пошарове заповнення мезопор –
до досягнення “діаметру капілярної конденсації”
АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ
Заповнення мікропор

–
завжди конденсація в усьому об’ємі
Енергія зв’язування молекули адсорбату в ультрамікро- і мікропорах завжди більша, ніж в мезо- і макропорах, оскільки молекула “торкається” стінок з декількох боків

Слайд 8

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Мікропористий зразок,
мала “зовнішня” поверхня
Непористий або макропористий зразок.

Необмежена моно- і полішарова адсорбція. Точка В – початок лінійної ділянки, приймається за початок полішарової адсорбції

Слайд 9

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Постійне “посилення” адсорбції,
на відміну від лінійного рісту

з тиском (як в ізотермі типу ІІ). Свідчить про сильні взаємодії адсорбат-адсорбент.

Капілярна конденсація в мезопорах, гістерезис через наявність мезопор

Слайд 10

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Нетипова ізотерма, дещо схожа на комбінацію типу ІІІ

і IV. Спостерігається для деяких сорбентів

Моношарова адсорбція на неоднорідному зразку

Слайд 11

ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ПОВЕРХНІ
Модель Ленгмюра: вважається, що заповнення моношарове
Модель Брунауера-Емметта-Теллера (БЕТ):
na –

кількість адсорбату, що сорбується при певному тиску p/p0
nam – ємність моношару

a/amax = K·P/(1+K·P)

Слайд 12

ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМУ ПОР

Слайд 13

Рівняння Кельвіна:
ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРУ ПОР
σ – міжфазний поверхневий натяг,
υ – молярний

об’єм рідини,
р – тиск пари,
Т – температура,
r – радіус середньої кривизни поверхні розділу фаз.

Слайд 14

1 – гачок, 2 - скляна ампула на шліфу, 3,4 -

відростки для відкачування повітря та введення адсорбату, 5 - кварцова або вольфрамова спіраль, 6 - чашка з адсорбентом, 7 - відрахунковий мікроскоп.
Пружинні мікроваги Мак-Бена

ВИМІРЮВАННЯ ІЗОТЕРМ АДСОРБЦІЇ

Волюметричний метод – вимірювання тиску адсорбату і порівняння фактичного тиску в системі зі значенням, яке мало б бути у випадку, якби не було б адсорбції

Ваговий метод – вимірювання маси зразку в залежності від тиску

Слайд 15

Сорбція N2 на Co3O4 і на композиті Co3O4/силікагель
Y. Wang, C.-M. Yang,

W. Schmidt, B. Spliethoff, E. Bill, F. Schuth
Adv. Mater. 2005, 17, 53

Ізотерми сорбції N2
а) мезопористим композитом Co3O4 на силікагелі і структуророваним мезопористим Co3O4
с) вихідним матеріалом (силікагелем з вініловими групами)
на Рис. b і d наведено розподіл пор по радіусу

Слайд 16

Ізотерми сорбції і десорбції N2
при 77 К
(a) вихідної матриці

КІТ-6
(b) мезопористого композиту Cr2O3/KIT-6,
(c) мезопористого Cr2O3, що не містить кремнезему
(d) масивного зразку Cr2O3.
На вкладці наведено розподіл пор по розміру для зразку (с)

Сорбційні властивості мезопористого Cr2O3, синтезованого в тривимірній мезопористій матриці KIT-6
K. Jiao, B. Zhang, B. Yue, Y. Ren, S. Liu, S. Yan, C. Dickinson, W. Zhou, H. He Chem. Commun., 2005, 5618–5620

Слайд 17

Канали в кристалічній гратці
Сорбційні властивості 2D-координаційних полімерів
Fe2MO(Piv)6(bipy)1,5

Слайд 18

1. Вибираємо адсорбційну криву для комплекса Fe2NiO(Piv)6(bipy)1,5
2. Робимо фіт кривої за

рівнянням Ленгмюра:
a/amax = K·P/(1+K·P)
a = amax·K·P/(1+K·P)
Позначимо amax = P1, K = P2.
Функція для Origin будет мати вигляд
y=P1*P2*x/(1+P2*x)
Результати фіту:
P1 = amax = 0,568(4) ваг.%,
P2 = K = 4,07(7).

Приклад розрахунку параметрів ізотерми адсорбції за моделлю Ленгмюра для Fe2NiO(Piv)6(bipy)1,5

Слайд 19

Пористі 1D-координаційні полімери
S. Takamizawa, E. Nakata, T. Saito Inorg. Chem. Comm.

7 (2004) 125–127

Слайд 20

Переваги пористих координаційних полімерів
A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Soc. 2005, 127, 17998

Слайд 21

Переваги пористих координаційних полімерів
A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Soc. 2005, 127, 17998

Слайд 22

Мікрофотографія великих кристалів Zn4O(bdc)3, отримана методом СЕМ
(шкала - 1 мм)
Адсорбція аргону

при 87 К на Zn4O(bdc)3 у порівнянні
з активованим вугіллям і цеолітом Х

Сорбційна ємність (см3/г за н.у.)

P/PS

Слайд 23

Порівняння поглинання пропану порожнім контейнером і контейнером з Zn4O(bdc)3.
Поглинання С3Н8
(г

на 1 літр контейнеру)

Р, бар

Поглинання Н2
(г на 1 літр контейнеру)

Порівняння поглинання Н2 (77 К) порожнім контейнером і трьома ПКП: Cu-EMOF (аналог HKUST-1), IRMOF-8 і Zn4O(bdc)3.

Слайд 24

Ситовий ефект
S. Q. Ma, X. S. Wang, D. Q. Yuan and

H.-C. Zhou, Angew. Chem., Int. Ed., 2008, 47, 4130–4133.

Слайд 25

Дихаючі полімери
Cr(OH)(bdc)
S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, C. Serre, F. Millange, T.

Loiseau, G. Ferey,
J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 13519–13521.

Слайд 26

Ефект “розкриття каналів”
Cu(dhbc)2(bipy)
Hdhbc = 2,5-дигідробензойна кислота
R. Kitaura, K. Seki, G. Akiyama

and S. Kitagawa,
Angew. Chem., Int. Ed., 2003, 42, 428–431.

Сорбционные свойства

Содержание

Адсорбція – концентрування речовини на поверхні розділу фаз.Абсорбція – поглинання речовини,

ФІЗИЧНА І ХІМІЧНА АДСОРБЦІЯФізична адсорбція – зв’язування молекул на межі розділу

Характеристики зразку:- питома площа поверхні (м2/г)- об’єм пор (см3/г)- енергія адсорбції

ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ“Посадочнаплощадка” amS = amNmax = amnmaxNAПоверхня реальних сорбентів – сукупність

АДСОРБЦІЯ В ПОРАХУльтрамікропори – діаметр порівняний з діаметром молекул адсорбатуМікропори

Пошарове заповнення мезопор –до досягнення “діаметру капілярної конденсації”АДСОРБЦІЯ В ПОРАХЗаповнення мікропор

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇМікропористий зразок, мала “зовнішня” поверхняНепористий або макропористий зразок.

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇПостійне “посилення” адсорбції, на відміну від лінійного рісту

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇНетипова ізотерма, дещо схожа на комбінацію типу ІІІ

ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ПОВЕРХНІМодель Ленгмюра: вважається, що заповнення моношаровеМодель Брунауера-Емметта-Теллера (БЕТ):na –

ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМУ ПОР

Рівняння Кельвіна:ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРУ ПОРσ – міжфазний поверхневий натяг, υ – молярний

1 – гачок, 2 - скляна ампула на шліфу, 3,4 -

Сорбція N2 на Co3O4 і на композиті Co3O4/силікагельY. Wang, C.-M. Yang,

Ізотерми сорбції і десорбції N2 при 77 К (a) вихідної матриці

Канали в кристалічній гратціСорбційні властивості 2D-координаційних полімерів Fe2MO(Piv)6(bipy)1,5

1. Вибираємо адсорбційну криву для комплекса Fe2NiO(Piv)6(bipy)1,52. Робимо фіт кривої за

Пористі 1D-координаційні полімериS. Takamizawa, E. Nakata, T. Saito Inorg. Chem. Comm.

Переваги пористих координаційних полімерівA. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Переваги пористих координаційних полімерівA. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Мікрофотографія великих кристалів Zn4O(bdc)3, отримана методом СЕМ(шкала - 1 мм)Адсорбція аргону

Порівняння поглинання пропану порожнім контейнером і контейнером з Zn4O(bdc)3.Поглинання С3Н8 (г

Ситовий ефектS. Q. Ma, X. S. Wang, D. Q. Yuan and

Дихаючі полімериCr(OH)(bdc)S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, C. Serre, F. Millange, T.

Ефект “розкриття каналів”Cu(dhbc)2(bipy)Hdhbc = 2,5-дигідробензойна кислотаR. Kitaura, K. Seki, G. Akiyama

Похожие презентации

Адсорбція – концентрування речовини на поверхні розділу фаз.
Абсорбція – поглинання речовини,

ФІЗИЧНА І ХІМІЧНА АДСОРБЦІЯ
Фізична адсорбція – зв’язування молекул на межі розділу

Характеристики зразку:
- питома площа поверхні (м2/г)
- об’єм пор (см3/г)
- енергія адсорбції

ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ
“Посадочна
площадка” am
S = amNmax = amnmaxNA
Поверхня реальних сорбентів – сукупність

АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ
Ультрамікропори – діаметр порівняний з діаметром молекул
адсорбату
Мікропори

Пошарове заповнення мезопор –
до досягнення “діаметру капілярної конденсації”
АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ
Заповнення мікропор

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Мікропористий зразок,
мала “зовнішня” поверхня
Непористий або макропористий зразок.

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Постійне “посилення” адсорбції,
на відміну від лінійного рісту

ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
Нетипова ізотерма, дещо схожа на комбінацію типу ІІІ

ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ПОВЕРХНІ
Модель Ленгмюра: вважається, що заповнення моношарове
Модель Брунауера-Емметта-Теллера (БЕТ):
na –

Рівняння Кельвіна:
ВИЗНАЧЕННЯ ДІАМЕТРУ ПОР
σ – міжфазний поверхневий натяг,
υ – молярний

Сорбція N2 на Co3O4 і на композиті Co3O4/силікагель
Y. Wang, C.-M. Yang,

Ізотерми сорбції і десорбції N2
при 77 К
(a) вихідної матриці

Канали в кристалічній гратці
Сорбційні властивості 2D-координаційних полімерів
Fe2MO(Piv)6(bipy)1,5

1. Вибираємо адсорбційну криву для комплекса Fe2NiO(Piv)6(bipy)1,5
2. Робимо фіт кривої за

Пористі 1D-координаційні полімери
S. Takamizawa, E. Nakata, T. Saito Inorg. Chem. Comm.

Переваги пористих координаційних полімерів
A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Переваги пористих координаційних полімерів
A. R. Millward, O.M. Yaghi J. Am. Chem.

Мікрофотографія великих кристалів Zn4O(bdc)3, отримана методом СЕМ
(шкала - 1 мм)
Адсорбція аргону

Порівняння поглинання пропану порожнім контейнером і контейнером з Zn4O(bdc)3.
Поглинання С3Н8
(г

Ситовий ефект
S. Q. Ma, X. S. Wang, D. Q. Yuan and

Дихаючі полімери
Cr(OH)(bdc)
S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, C. Serre, F. Millange, T.

Ефект “розкриття каналів”
Cu(dhbc)2(bipy)
Hdhbc = 2,5-дигідробензойна кислота
R. Kitaura, K. Seki, G. Akiyama