Сорбционные свойства

речовини, що веде до її накопичення в об’ємі іншої речовини.

Сорбція

– сукупна дія адсорбції і абсорбції.

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.

адсорбції певного субстрату

сукупність атомів, вона не є ідеальною однорідною площиною

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

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

зразок. Необмежена моно- і полішарова адсорбція. Точка В – початок

лінійної ділянки, приймається за початок полішарової адсорбції

рісту
з тиском (як в ізотермі типу ІІ). Свідчить про

сильні взаємодії адсорбат-адсорбент.

Капілярна конденсація в мезопорах, гістерезис через наявність мезопор

ІІІ і IV. Спостерігається для деяких сорбентів
Моношарова адсорбція на неоднорідному

зразку

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

ємність моношару

a/amax = K·P/(1+K·P)

молярний об’єм рідини,
р – тиск пари,
Т – температура,

r – радіус середньої кривизни поверхні розділу фаз.

- 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

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

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

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

Comm. 7 (2004) 125–127

Chem. Soc. 2005, 127, 17998

Chem. Soc. 2005, 127, 17998

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

(г на 1 літр контейнеру)
Р, бар
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.

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

T. Loiseau, G. Ferey,
J. Am. Chem. Soc., 2005, 127,

13519–13521.

Akiyama and S. Kitagawa,
Angew. Chem., Int. Ed., 2003, 42,

428–431.