Thread Content
Последнее редактирование сделал пользователь Я_очень_добрый 09.08.2016 в 09:39. Адсорбенты можно классифицировать по размеру пор, форме частиц, химическому составу, поверхностной полярности и т. д. Например, адсорбенты с крупными и мелкими порами, порошкообразные, гранулированные или стержневидные адсорбенты, углеродные и оксидные адсорбенты, полярные и неполярные адсорбенты и т. д. Распространенными адсорбентами являются различные адсорбенты на основе углерода, а также адсорбенты на основе оксидов металлов и неметаллов (например, силикагель, алюминия оксид, молекулярные сита, натуральный глинозем и т. д.). Основными показателями, характеризующими адсорбент, являются: объем адсорбции различных газообразных примесей, степень износа, плотность при свободном укладке, удельная поверхность, прочность на сжатие и т. д. Используется для фильтрации ядовитых газов, переработки нефти и растительных масел, защиты от вирусов и плесени, извлечения бензина из природного газа, а также для отбеливания уксуса и других темных веществ. В промышленности в качестве адсорбентов часто используются: силикагель, активированный алюминий, активированный уголь, молекулярные сита и т. д. Кроме того, существуют адсорбционные материалы, разработанные для селективной адсорбции определенных компонентов. Силикагель — это гидрофильный полярный сушитель, который в основном используется для сушки, разделения газовых смесей и компонентов нефти. Силикон, используемый в промышленности, делят на сорта с крупными и мелкими порами. При относительной влажности, приближенной к уровню насыщения, силикагель с крупными порами способен поглощать более 80% от массы самого адсорбента. Однако при низкой влажности объем поглощаемой влаги у него **меньше**, чем у силикагеля с мелкими порами. Свойства активного алюминия оксида определяются структурным состоянием исходного гидроксида; как правило, это не чистый Al2O3, а частично гидратированное аморфное пористое вещество, в котором присутствуют не только аморфные гели, но и кристаллы гидроксида. Поскольку поверхность капиллярных каналов в нем обладает высокой активностью, его также называют активным алюминиевым оксидом. Он обладает сильной способностью к взаимодействию с водой и является адсорбентом для глубокой сушки незначительных количеств воды. Активированный уголь получают путем карбонизации и активации углеродсодержащих материалов, таких как древесный уголь, кожура фруктов, уголь и т. д. Методы активации делятся на две основные категории: методы активации с использованием химических веществ и методы активации с использованием газов. Метод активации с помощью химикатов заключается в добавлении в сырье таких химических веществ, как хлорид цинка и сульфид калия, после чего происходит нагрев в атмосфере, не способствующей реакциям, с целью карбонизации и активации. Метод активации газом заключается в нагревании сырья из активированного угля в неактивной атмосфере; обычно при температуре ниже 700°C удаляются летучие компоненты. Затем в систему подают водяной пар, углекислый газ, дымовые газы, воздух и т. д., и при температуре от 700 до 1200°C происходит реакция, в результате которой сырье активируется. Активированный уголь содержит множество капиллярных пор, поэтому обладает высокой способностью адсорбции. Поэтому его применяют в самых разных областях: обработке воды, отбеливании, адсорбции газов и т. д. Характерной особенностью зеолитов является их способность действовать как молекулярные сита; у них имеются однородные поры размером 3A0, 4A0, 5A0, 10A0. Цеолит 4A0 с порами диаметром 4А0 способен адсорбировать метан и этан, но не адсорбирует нормальные алканы с трьмя и более атомами углерода. Он широко используется для адсорбционного разделения газов, сушки газов и жидкостей, а также для разделения нормального и изометилового углеводородов. Углеродный молекулярный сито на самом деле является своего рода активированным углем. От обычных углеродных адсорбентов оно отличается тем, что размеры его микропор имеют равномерное распределение в узком диапазоне; размеры этих микропор соответствуют диаметру молекул газа, который необходимо разделить. Площадь поверхности микропор обычно составляет более 90% от общей площади поверхности углеродного молекулярного сита. Структура пор у углеродных молекулярных сит состоит в следующем: крупные поры соединены с внешней поверхностью частиц углерода; переходные поры образуются в результате разветвления крупных пор; а микропоры — в результате разветвления переходных пор. В процессе сепарации крупные поры выполняют функцию транспортных каналов, в то время как мелкие поры действуют как молекулярные сита. Способы получения углеродных молекулярных сит из угля включают карбонизацию, газовую активацию, осаждение углерода и иммерсию. Среди них метод карбонизации является самым простым, однако для получения высококачественных углеродных молекулярных сит необходимо комплексно использовать все эти методы. Углеродные молекулярные сита уже доказали свою эффективность в процессе разделения воздуха с целью получения азота; кроме того, у них есть большие перспективы в области разделения других газов. Молекулярные сита в химической промышленности используются в качестве твердых адсорбентов; адсорбированные ими вещества могут быть десорбированы, а сами молекулярные сита после использования могут быть восстановлены. Также используется для сушки, очистки, разделения и восстановления газов и жидкостей. Начиная с 1960-х годов их использовали в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве катализаторов для кристаллизации. В настоящее время разработано множество катализаторов на основе молекулярных сит, подходящих для различных каталитических процессов.