Adsorption monomolecul ar adsorben t adsorption desorption p polymolecular condensation : adsorbed amount per unit weight of adsorbent (specific adsorption)

Az előadások a következő témára: "Adsorption monomolecul ar adsorben t adsorption desorption p polymolecular condensation : adsorbed amount per unit weight of adsorbent (specific adsorption)"— Előadás másolata:

1

2 Adsorption monomolecul ar adsorben t adsorption desorption p polymolecular condensation : adsorbed amount per unit weight of adsorbent (specific adsorption) V ad (p)

3 A gázadszorpció szükségszerűen exoterm,azaz növekvő hőmérséklet csökkenő adszorpcióhoz vezet egyensúlyban. Az entrópia csökken!

4 Az izotermák fő típusai (kölcsönhatások szabják meg) Brunauer István, Deming L.S. és W.S., Teller Ede A fajlagos adszorpció meghatározása: Állandó T és V, mérik az egyensúlyi nyomásváltozást vagy exszikkátoros módszer (mérik a tömeg-változást; pl. vízgőz adszorpció mérése kénsav-víz elegyek felett ) (P 0 = P ∞ )

5 9.2.2. ábra: A gáz adszorpciós izotermák típusai (IUPAC szerinti besorolás). A II. és IV. izotermán b-vel jelölt pontok felelnek a monomolekulás borítottságnak. V ad : fajlagos adszorpció  p: az adszorptívum nyomása.

6 Izoterma egyenletek: fajlagos felület meghatározása Langmuir-izoterma és egyenlet (kinetikai levelezetés) Dinamikus egyensúlyban:Feltételek: Monomolekulás borítottság Adszorpció aktív centrumokon történik A diff. adszorpciós hő független a borítottságtól (ritkán teljesül) χ m : a monomolekulás adszorpció Langmuir izoterma-egyenlet (l. korábban a Gibbs- és Szyszkowski egyenletek összevetéséből)

7 Linearizálva: a s : fajlagos felület (m 2 /g) φ: adszorptívum fajlagos felületigénye (m 2 /mol)

8 Linearizált alak (kinetikai levezetés): 1. Adszorciós réteg: ΔH 1 2. A többi: ΔH L C = exp [(ΔH 1 - ΔH L )/RT] ΔH 1 :adszorpciós hő ΔH L :cseppfolyósodási hő BET- izoterma-egyenlet BET-módszer BET-felület Brunauer, Emmett, P.H., Teller II. és III. típusú izotermák leírására (polimolekulás adszorpció) χ m = Leggyakoribb adszorptívum: N 2 (77 K-en)

9 Pórusos adszorbensek pórusméret eloszlása, I Pórusátmérő > 50 nmMakropórus (IUPAC) 2 – 50 nmMezopórus < 2 nmMikropórus Gőzadszorpciós módszer: kapilláris kondenzáció (adszorpciós hiszterézis, IV. típusú izoterma) Kondenzáció (Θ A ) Deszorpció (Θ R )

10 Deszorpciókor a görbületi sugár kisebb, és megegyezik a (hengeres) pórusok belső sugarával (tökéletes nedvesítés)! Következmény: adszorpciós hiszterézis és a pórusméret deszorpció mérésével való meghatározása. Tehát csökkenő nyomásnál mérik a fajlagos adszorpciót vagy az adszorbeált mennyiség térfogatát Kelvin-egyenlet: RT ln (P r /P ∞ ) = CγV C = 2/r A hiszterézis másik magyarázata geometriai eredetű: tintásüveg-effektus r = r k

11 Pórusos adszorbensek pórusméret eloszlása, II Hg-porozimetria (hengeres pórusmodell) Vákumozás után mért mennyiségek: Bepréselt Hg térfogata (V) Alkalmazott nyomás (p) Ismerni kell a Hg felületi feszültségét és peremszögét a kérdéses felszínen. →