Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов

Подождите немного. Документ загружается.

458

Предметный

указатель

саже 408

силикагеле 404

величины адсорбции 386

гистерезис изотерм 387

крутизна изотермы 377

особенности адсорбции 375

теплоты адсорбции 385

форма изотермы 376

Микропор

размеры, определение

гистограммы 440

по

молекулярным щупам 437

по

теплотам смачивания 448

по

ТОЗМ 395, 436

Молекул адсорбтива размеры 442,

451

Монослой

адсорбата

определение 129

структура

131

Модель пористого

тела

правило обращения 224

статистическая 222

физическая

222

Модель

губчатых

систем с элемен-

тами из

бутылок 244

цилиндров 243

щелей 240

Модели корпускулярных систем с

элементами из

глобул

226

круглых

дисков 237

круглых

стержней 233

полиэдров 241

Моделирование пористых материа-

лов

необходимость 221

принципы

222

Монтмориллонит 204

Морфология пористых материа-

лов 189

Морфологические элементы кор-

пускулярных пористых систем

волокна 209

глобулы

194

иглы 209

многогранники

213

пластинки

202

слои 204

трубки 213

Неоднородность поверхности 96

Неопентана

адсорбция 379, 388

Нонана

адсорбция 430

Нонана

предадсорбция 429

Объем микропор

геометрический и доступ-

ный

427

методы определения 428

Объем пор, определение 307

Объемное заполнение микропор

постулат

Дубинина 372, 390

современная трактовка 424

Оксид тория, пористая

структу-

ра 340

Палыгорскит

адсорбция на нем 388

морфология 213

Пентана

адсорбция 256

Перколяции

теория 284

бесконечный кластер 288

влияние

координационного чис-

ла решетки 290

влияние

на форму гистерезис-

ной

петли 301, 302

влияние

размера решетки 291

задача связей 289

задача

узлов

287

использование для расчета раз-

меров пор 337

порог перколяции 288

применение к капиллярной

конденсации

292

применение к ртутной поро-

метрии 354

Платина

напыле1шая 214

Плотность

истинная

309

кажущаяся 309

Предметный

указатель

459

Площадь молекулярная

зависимость от константы

CW 146

таблица для разных адсорбен-

тов 144

экспериментальное измере-

ние

142

Пористость 310

Пропана

адсорбция 443

Псевдобемит 210

Размер пор

выбор ветви изотермы 314

выбор сорбтива 332

использование теории перколя-

ции

334

корректность классических рас-

четов 331

размер полостей 335

распределение 311, 323

средний размер 310

уточнения классического расче-

та 327

Решеточные модели 246

Ртутная порометрия 343

дилатометры 347

интегральная и дифференциаль-

ная

кривые 349

интервал измеряемых пор 350

корпускулярных систем 351

краевой

угол

345

перколяционная

интерпрета-

ция

354

поверхностное натяжение рту-

ти 345

теория 343

учет

деформации образцов 354

экспериментальная методика 346

Сажа 200

Сепиолит 213

Силикагель 194

коаксерогели 199

стадии синтеза 195

форма частиц 194

эталонный

ряд 231, 258

Сопоставление разных методов ис-

следования текстуры 357

совмещение интегральных кри-

вых 358

сравнение дифференциальных

кривых 359, 361

сравнение с электронной мик-

роскопией

образцов 362

Сорбент 8

Сорбтив 9

Сорбтивы, физические констан-

ты 332

Сорбция

Сравнительные графики, интер-

претация

области супермикропор 417

области ультрамикропор 412

интерпретация наклона 414

Сравнительные методы

Синга

а,-метод

137

объемный сравнительный ме-

тод 419

собственно сравнительный ме-

тод 138

t-метод де Бура и Лигаенса 135

Сравнительные методы, использо-

вание для определения

дисперсности нанесенных ме-

таллов 166

молекулярной площади 142

текстуры активированных уг-

лей 410

текстуры микропор силикаге-

лей 405

текстуры пористых саж 408

удельной поверхности 140

Стандартные изотермы

для адсорбции азота 318, 320

таблица для азота 320

таблица для аргона 321

таблица для бензола 322

Стандартные образцы 316

Стекло пористое 217

Схемы детальные действующих ад-

сорбционных установок 35

460

Предметный

указатель

Теория объемного заполнения мик-

ропор (ТОЗМ) 390

неоднородные микропористые

структуры

396

размер микропор и характери-

стическая энергия 395

структурные константы 392

уравнения изотерм адсорб-

ции

392

Тепловой эффект адсорбции,

знак

Теплоты адсорбции

измерение 100

изостерические 59

интегральные и дифференциаль-

ные 100

на

графитирован

ной

саже 104,

106

сопоставление теории с опы-

том 103

теоретические кривые 102

экспериментальное измере -

ние

Термическая десорбция

метод 51

схема

установки 53

Тетрахлорид

углерода,

адсорб-

ция

257

Толщина адсорбционной пленки

теоретическая 323

экспериментальная 316

Угли

активированные 205

кристаллиты 207

морфология 205

получение 207

трипористая

структура

359

Уголь

Ах21

изотермы адсорбции 443

распределение пор по разме-

рам 445

Удельная поверхность, методы из-

мерения

визуальные 122

методом БЭТ 127

одноточечный Темкина 149

по

скорости растворения 123

по

теплотам смачивания 124

сравнительными методами 140

термической десорбции 150

Удельная поверхность

при

дроблении

твердых

тел 9

современная практика измере-

ний

147

Удельная поверхность и дисперс-

ность нанесенных металлов 155

выбор адсорбтива и условий

измерений 159

изобары хемосорбции водоро-

да на платине 160

изобара хемосорбции кислоро-

да на платине 161

на

родии и никеле 162

использование высокотемпера-

турной хемосорбции 157

использование низкотемпера-

турной хемосорбции 156

метод газового титрования 180

принцип

измерений 155

расчет поверхности металла ме-

тодом монослоя 164

сравнительным методом 166

методом точки максимального

заполнения

168

экспресс-метод хемосорбции

кислорода 176

Удельная поверхность микроиор 434

для неоднородных

структур

434

неприменимость метода БЭТ 431

определение по адсорбции во-

ды 435

по

теплоте смачивания кофеи-

на

435

по

ТОЗМ 434

Ультрамикроноры 374, 412

Упаковка молекул в щелевидной

микропоре 441

Уравнение

де Бура—Брукгофа 328

Гаркинса—Юры 323

Кельвина 259

Предметный

указатель

461

Уошберна 345

Френкеля—

Хелси—Хилла 323

Хелси—де

Бура 323

Юнга—Лапласа 282, 344

Уравнения ТОЗМ

для бипористых

структур

394

Дубинина—Астахова (ДА) 393

Дубинина—Радушкевича (ЦР) 392

Дубинина - Радушкевича— Стек-

ли (ДРС) 398

Дубинина-Стекли (ДО 400

Факторы формы для частиц и

пор 224, 231, 310

Фильтр пористый 216

Хемосорбция

экспериментальные методы из-

мерения 156, 157

определение на нанесенном ме-

талле

163

Хризотиласбест 213

Циркония

оксид 214

Шлифсрезов

метод 364

Энделлит 213

Энергия потенциальная при ад-

сорбции

заполняющихся микропо-

рах 421

микропорах 381

для плоской поверхности и в

мезо-, макропорах 21

соотношение с теплотой адсорб-

ции

384

Эталонный ряд силикагелей 231, 258

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Глава

ВВЕДЕНИЕ

1.1. Поверхность раздела фаз. Адсорбция

—

1.2.

Динамический характер адсорбции

1.3. Терминология

1.4.

Краткая историческая справка

1.5.

Величина поверхности твердых

тел —

1.6.

Адсорбционные явления

природе

1.7.

Адсорбционные явления

технике

1.8.

Адсорбция

катализ

Список

литературы

—

Глава

ПРИРОДА

АДСОРБЦИОННЫХ

СИЛ.

АДСОРБЦИЯ

2.1.

Причина адсорбции

—

2.2. Тепловой эффект адсорбции

13.

Адсорбционные силы. Физическая адсорбция

2.3.1. Потенциальная энергия взаимодействия

при

физической

адсорбции

2.3.2.

Особенности физической адсорбции

2.4. Адсорбционные силы. Химическая адсорбция

2.5. Критерии физической

химической адсорбции

2.6. Количественное выражение величины адсорбции

2.7. Адсорбция

как

функция

двух

переменных. Изотермы, изобары

изостеры адсорбции

Список

литературы

Глава

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ

ИЗМЕРЕНИЯ

ВЕЛИЧИН

АДСОРБЦИИ

ТЕПЛОТ

АДСОРБЦИИ

3.1. Введение

—

Оглавление

463

3.2. Статические методы изучения адсорбции

3.2.1. Объемный метод

—

3.2.2.

Объемная адсорбционная установка повышенной

точ-

ности

, 35

3.2.3.

Метод капиллярной микробюретки

3.2.4.

Адсорбционная установка

капиллярной микробюрет-

кой

3.2.5.

Весовой метод

3.2.6.

Адсорбционная установка

весами Мак-Бэна—Бакра

. 43

3.2.7.

Манометры Мак-Леода специальной конструкции

. . 46

3.3. Динамические методы изучения адсорбции

3.3.1.

Принцип

работы катарометра

—

3.2.2.

Метод термической десорбции

3.3.3.

Хроматографическая установка

для

определения

удель-

ной

поверхности

по

методу термической десорбции

. . 53

3.3.4.

Импульсный метод

3.3.5.

Хроматографическая импульсная установка

для

изучения

хемосорбции кислорода

на

металлах

3.3.6.

Общая оценка динамических методов

3.4. Методы измерения теплот адсорбции

—

3.4.1. Изостерические теплоты

3.4.2.

Калориметрические теплоты

Список

литературы

- . 63

Глава

УРАВНЕНИЯ

ИЗОТЕРМ

АДСОРБЦИИ

ГЕНРИ,

ЛЕНГМЮРА

ФРЕЙНДЛИХА

4.1.

Неколько слов

философии познания. Явление

и его

модель

4.2. Уравнение изотермы адсорбции Генри

4.3. Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра

4.4. Уравнение ФреЙндлиха

Список

литературы

Глава

ТЕОРИЯ

ПОЛИМОЛЕКУЛЯРНОЙ

АДСОРБЦИИ.

УРАВНЕНИЕ

БЭТ

5.1.

Форма экспериментальных изотерм

—

5.2. Преимущественная форма изотерм физической адсорбции

. 78

5.3. Модель адсорбции

БЭТ 80

5.4. Вывод уравнения

БЭТ 82

5.5. Константы уравнения

БЭТ 85

5.6. Выполнимость уравнения

БЭТ 87

Список

литературы

464

Оглавление

Глава 6

ТЕОРИЯ ПОЛИМОЛЕКУЛЯРНОЙ АДСОРБЦИИ.

АНАЛИЗ

ДОПУ-

ЩЕНИЙ.

УРАВНЕНИЕ АРАНОВИЧА 92

6.1.

Влияние

теплоты адсорбции во втором и последующих слоях —

6.2.

Блокирование

поверхности

адсорбционными

слоями

... 95

6.3.

Неоднородность

поверхности реальных твердых тел .... 96

6.4. Интегральные и

дифференциальные

теплоты адсорбции . . 100

6.5.

Влияние

неоднородности поверхности и взаимодействия мо-

лекул

на ней на вид теоретических кривых

дифференциаль-

ных

тештот адсорбции 101

6.6.

Сопоставление

теоретических и

экспериментальных

теплот ад-

сорбции

103

6.7.

Форма

изотерм адсорбции на однородных поверхностях . . 107

6.8.

Применимость

уравнения БЭТ к модельным системам . . . 109

6.9. Теоретический учет взаимодействия молекул Ill

6.10. Заключение по теории БЭТ 114

6.11.

Уравнение изотермы

поли

молекулярной

адсорбции Арано-

вича

Список

литературы

115

119

Глава 7

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕР-

ДЫХ ТЕЛ

121

7.1.

Вяедсние

7.2. Визуальные методы определения удельной поверхности

7 3. Определение удельной поверхности по скорости растворения

7.4. Измерение удельной поверхности потеплотам смачивания

7.5. Метол БЭТ намерения удельной поверхности

7.6. Надежность определения а

и ы

._„

7 7. Сравнительные адсорбционные методы 132

.7.1.

Методы сравнения изотерм абсолютных величин алсорб-

ПИН

....'.

—

7.7.2. Метод Дубинина и

Злвсрииой

134

7.7 1 r-Мсгол де Бура и

Липпенса

7.7.4. с^-Метод Синга

7.7.5.

Сравнительный метод

7.7.6.

Экспериментальное определение молекулярных п.ю-

122

123

124

127

130

135

137

138

142

7 ~.7. Некоторые иьшолы из ^кспериментального исследования

специфичное:» физической и химической адсорбции . 145

7.8. Сопоставление метод:! ЬЭТ с некоторыми независимыми ме-

тодами

7.9. Современная практика определения удельной поверхности 5

годом БЭТ

146

147

Оглавление

465

7.10. Хроматографический метод термической десорбции

7.11. Оценка

двух

независимых адсорбционных методов

Список

литературы

150

152

153

Глава

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДИСПЕРСНОСТИ

НАНЕСЕННЫХ

МЕТАЛЛОВ

8.1. Введение

8.2. Принцип измерений

8.3. Использование низкотемпературной хемосорбции

8.4. Использование высокотемпературной хемосорбции . . . .

8.4.1. Подготовка образцов к измерениям. Метод измерений

8.4.2.

Выбор адсорбтива и условий измерений

8.4.3.

Определение чистой адсорбции на металле

8.5. Расчет удельной поверхности (дисперсности) нанесенного

металла

8.5.1. Метод монослоя

8.5.2.

Сравнительный метод

8.5.3.

Метод точки максимального заполнения (ТМЗ) . . .

8.6. О разных способах выражения дисперсности металла . . . .

8.7. Соотношение единиц дисперсности

8.8. Экспресс-метод определения дисперсности металлов по хемо-

сорбции

кислорода

8.9. Метод газового титрования

8.10. Заключение

Список

литературы

155

156

157

159

163

164

166

168

172

175

176

180

185

187

Глава 9

МОРФОЛОГИЯ

ПОРИСТЫХ

ТЕЛ

9.1.

Введение

9.2.

Корпускулярные

губчатые

системы

93. Классификация

пористых

систем

по

размерам

пор

94.

Морфология

типичных

пористых

тел

9.4.1.

Системы

из

сферических

овальных

частиц

9.4.2.

Системы

из

пластинчатых

частиц

. . . .

9-4.3.

Слоистые

слоисто-блочные

структуры

9.4.4.

Структуры

из игл и

волокон

9.4.5.

Структуры

из

веретенообразных

частиц

9.4.6.

Структуры

из

трубчатых

частиц

9.4.7.

Структуры

из

многогранников

9.4.8.

Структуры

губчатого

строения

9.5.

Заключение

•

Список

литературы

189

190

192

193

194

202

204

209

211

213

215

218

219

466

Оглавление

Глава

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 221

10.1.

Необходимость моделирования —

10.2. Статистическая модель 222

10.3. Физические модели пористых тел, не основанные на их мор-

фологии —

10.4. Физические модели пористых тел, основанные на их морфо-

логии 223

10.4.1. Правило обращения 224

10.4.2.

Глобулярная модель 226

10.4.3. Модели систем из игловидных кристаллов и волокон 233

10.4.4.

Модель систем из пластинчатых частиц 237

10.4.5.

Моделыцелевидных пор 240

10.4.6.

Модель пор

между

многогранниками 241

10.4.7.

Модель цилиндрических капилляров 243

10.4.8.

Модель бутылкообразных пор 244

10.5. Решеточные модели 246

10.6. Заключение 252

Список

литературы 253

Глава

КАПИЛЛЯРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ 255

11.1.

Сопоставление адсорбции на пористых и непористых адсор-

бентах —

11.2. Классическая теория капиллярной конденсации 258

11.3. Капиллярная конденсация в реальных системах 260

11.4. Характеристика кривизны различных поверхностей . . . 262

11.5. Обобщенное уравнение Кельвина 263

11.6. Причина капиллярно-конденсационного гистерезиса . . . 264

11.6.1. Теория Коэна ~

11.6.2.

Теория Мак-Бэна 267

11.7. Капиллярная конденсация в

других

моделях пор 269

11.7.!.

Обратимая конденсация без гистерезиса на изотермах —

П.7.2. Необратимая капиллярная конденсация с гистерези-

сом на изотермах 272

11.8. Типы гистерезисных петель 276

11.9- О соотношении обратимой и необратимой капиллярной кон-

денсации 280

11.10.

Некоторые уточнения простой теории капиллярной конден-

сации

281

11.10.1. Нижняя граница капиллярно-конденсационного гис-

терезиса —

11.10.2.

Влияние силового поля стенок пор 282

Оглавление

467

П.10.3. Влияние кривизны мениска на величину поверх-

ностного натяжения 283

11.11. Влияние взаимосвязи пор на изотерму сорбции. Теория пер-

коляции

—

11.11.1. Теория перколяции

11.11.2.

Постановка задачи

11.11.3.

Задача узлов и задача связей —

11.11.4.

Теория перколяции и капиллярная конденсация . 292

11.11.5.

Изотерма сорбции

11.11.6.

Изотерма десорбции

11.11.7.

Форма гистерезисной петли

11.12.

Заключение

Список

литературы

284

286

299

302

303

305

Глава

ИЗУЧЕНИЕ

ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

307

310

311

12.1.

Введение

12.2. Объем пор, пористость

12.3. Средний размер пор

12.4. Распределение объема пор по их размерам

12.4.1. Капиллярная конденсация в модели, представляющей

собой набор открытых цилиндрических капилляров . 312

12.4.2.

Выбор ветви изотермы 314

12.4.3. Схема классического расчета распределения размеров

пор

315

12.4.4.

Толщина адсорбционной пленки 316

12.4.5. Стандартные образцы и стандартные изотермы ... —

12.4.6.

Теоретическое вычисление толщины адсорбционной

пленки

323

12.4.7.

Расчет распределения размеров пор —

12.4.8.

Уточнения классического расчета 327

12.4.9.

Недостатки классического расчета 330

12.4.10.

Вопрос о корректности расчетов с точки зрения обра-

тимости капиллярной конденсации

12.4.11. Выбор сорбтива

12.5. Использование теории перколяции для изучения текстуры

пористых тел 334

12.5.1. Использование адсорбционной ветви гистерезиса для

расчета распределения размеров полостей 335

12.5.2.

Использование десорбционной ветви гистерезиса для

расчета распределения размеров горл 337

12.6. Ртутная порометрия 343

12.6.1. Основы метода —

12.6.2.

Экспериментальная методика 346

331

332

468

Оглавление

12.6.3. Кривые распределения объема пор по их размерам . 349

12.6.4.

Интерпретация кривых вдавливания ртути в образцы

корпускулярного строения 351

12.6.5. Практическое применение теории для глобулярной

модели 353

12.6.6.

Перколяционная интерпретация вдавливания ртути 354

12.6.7.

Учет

деформации образцов —

12.7. О достоверности определяемых параметров текстуры . . . 356

12.7.1. Сравнение разных методов исследования 357

12.7.2.

Оценка достоверности по численным экспериментам 364

12.8. Заключение 367

Список

литературы 369

Глава

АДСОРБЦИЯ

МИКРОПОРАХ.

ТЕКСТУРА

МИКРОПОР ... 372

13.1.

Введение —

13.2. Еще раз о классификации пор по размерам 374

13.3. Особенности адсорбции в микропорах 375

13.4. Форма изотерм адсорбции 376

13.5. Крутизна изотерм адсорбции 377

13.6. Теоретический расчет адсорбционного потенциала в микро-

порах 381

13.7. Теплоты адсорбции и величины адсорбции в микропорах . 383

13.8. Гистерезис при низких давлениях 387

13.9. Теория объемного заполнения микропор 390

13.9.1. Уравнения изотерм адсорбции ТОЗМ 392

13.9.2.

Связь параметра е

с размером микропор 395

13.9.3. Неоднородные микропористые структуры и ТОЗМ . 396

13.10.

Применение сравнительных методов 403

13.11. Микропоры в силикагелях 404

13.12.

Микропоры в активированных

углях

407

13.13. Применение сравнительных методов к пористым сажам . 408

13.14.

Применение сравнительных методов к активированным

углям 410

13.15. Интерпретация сравнительных графиков в области ультра-

микропор

412

13.16.

Интерпретация наклона сравнительных графиков .... 414

13.17.

Интерпретация сравнительных графиков в области супер-

микропор

417

13.18. Объемный сравнительный метод 419

13.19.

Расчет потенциальной энергии взаимодействия адсорбиро-

ванных в микропоре молекул с твердым телом и ранее ад-

сорбированными молекулами 421

13.20.

Текстурные параметры микропор 425

13.20.1. Реальность параметров микропор 426

Оглавление

469

13.20.2.

Определение объема микропор

13.20.3. Удельная поверхность микропор и метол БЭТ . .

13.20.4.

Оценка доступной поиерхности микроиор • • .

13.20.5. Определение размеров микропор

13 20.5.1. Определение размеров микропор по

ТОЗМ

13.20.5.2.

Метод молекулярных шупов

13.20.5.3. Метол молекулярных щупов Синга и сот-

рудников

20.5.4.

Метод, основанный на измерении теплот

смачивания

13.21. Заключение

Список

литературы

ПРЕДМЕТНЫЙ

УКАЗАТЕЛЬ

427

431

434

436

437

443

448

452

453

456

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научное издание

Кярнаухо1

Анатолий Петрович

АДСОРБЦИЯ.

Текстура дисперсных я пористых материалов

Редактор Т.Г,

Приэовская

Художественный редактор Л.В.

Матвеева

Художник

И.

Яновская

Технический редактор

М.

Остроумова

Корректоры Л.А.

Анкушевс,

СМ.

Погудина

Компьютерный набор

А.В.

Сокагьская.

ЛИ.

Грэнбек

(издательский

отдел

Института катализа

СО РАН)

Оператор электронной верстки С.К.

Рыжкович

ЛР

№040864

от

16.12.97.

Сдано

набор

28.01.99.

Подписано

печать

10.03.99.

Бумага офсетная. Формат

60x90'/

Офсетная печать. Гарнитура Тайме

Уч. печ.л.

29,5.

Уч.-издл.

27,4.

Тираж

342

экз. Заказ №

499.

Сибирское издательско-полиграфическое

книготорговое предприятие "Наука"

РАН.

630077,

Новосибирск,

ул.

Станиславского,

25.

Редакционная

подготовка

изготовление оригинала-макета.

630099,

Новосибирск,

ул.

Советская,

18.