Физико-химические основы создания банка данных по адсорбции

• Автор: Годовиков, Иван Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание

Глава 1. Обшая характеристика работы

Цель работы

Научная новизна и практ ическая ценность работ ы

Апробация работы

Публикации

Объем и структура работы

Глава 2. Литературный обзор. Описание адсорбции газов, паров и растворов

2.1. Метод избыточных величин Гиббса

2.2. Методы слоя конечной толщины и полного содержания

2.3. Методы определения размеров емкости адсорбционной фазы

2.3.1. Классификация адсорбентов
2.3.2. Адсорбция на гладких поверхностях
2.3.3. Адсорбция на микропорист ых адсорбентах
2.4. Термодинамика адсорбции. Стехиометрическая теория адсорбции
2.5. История возникновения и текущее положение СУБД
Глава 3. Экспериментальная часть. Описание и априорные расчеты адсорбционных равновесий
3.1. Адсорбция газов и паров на макропористых адсорбентах
3.2. Адсорбция газов и паров на микропористых адсорбентах
3.3. Описание адсорбционных равновесий газов на микропористых адсорбентах при температурах выше критической
3.4. Адсорбция компонентов жидких раст воров на макро и микропористых адсорбентах
3.5. Априорные расчеты трехкомпонентныех адсорбционных систем
Глава 4. Банк данных но адсорбции
Выводы
Список литературы


Некоторые особенности предложенного в в термодинамического формализма для описания адсорбционных явлений находятся, как нам кажется, в резком несоответствии с современным состоянием учения об адсорбции. Избыточная величина адсорбции определяется непосредственно из адсорбционного опыта, и в любом уравнении адсорбционной теории Гиббса разрешается пользоваться только этой величиной. С нашей точки зрения, использование во всех случаях только избыточной адсорбции поставило метод Гиббса в непримиримое противоречие с адсорбционной наукой конца XX века. В самом деле, в любом уравнении изотермы адсорбции например, уравнении Ленгмюра или уравнении состояния адсорбционной фазы, опирающихся на молекулярнокинетические представления, входит не число избыточных молекул, а полное число реальных молекул в области неоднородности. Определяемые на опыте теплоты адсорбции связаны с изменением энтальпии при попадании всех, а не только избыточных молекул в поле адсорбента. В двумерных фазовых переходах участвуют не только избыточные, а все адсорбированные молекулы. Наконец, применяя для описания адсорбционных явлений метод статистической термодинамики, следует помнить, что в статистической физике вообще нет избыточных молекул. Таким образом, практически при любом современном исследовании адсорбции необходимо вводить в рассмотрение все молекулы адсорбата, в то время как в термодинамических уравнениях по Гиббсу во имя эфемерной строгости надо учитывать только избыточную адсорбцию 7. Гиббса, является экспериментально измеряемой величиной. Т Шйп су 1 1,
г. А поверхность адсорбента. Поскольку величины поверхности адсорбентов особенно пористых и микропористых, как правило, неизвестны, избыточную адсорбцию часто относят не к единице поверхности, а к единице массы адсорбентов . Применительно к адсорбции на твердых адсорбентах уравнения 1,4 не находят широкого применения, а метод избытков Гиббса используется, в основном, как критериальный при выборе термодинамически допустимого объема адсорбционной фазы в методе полного содержания. Наиболее полезными в этом смысле оказались уравнения, описывающие зависимости избыточных термодинамических функций для адсорбционной системы в целом от состава двухкомпонентных объемных в основном жидких фаз. Если имеются экспериментальные данные по температурной зависимости адсорбции, то из 5 могут получены уравнения для соответствующих зависимостей избыточных энтальпий и энтропий системы. Метод избытков Гиббса неоднократно анализировался и уточнялся. Геометрический формализм Гиббса был развит Гугенгеймом и Адамом 3,6, Позднее Хансен и Гудрич разработали алгебраический формализм, который для границы жидкостьжидкость не требовал в явном виде введения геометрической поверхности раздела. Итог этим многолетним исследованиям подведен в фундаментальной монографии Лопаткина 5, детально проанализировавшего и уточнившего все проблемы применения метода избытков к анализу адсорбционных равновесий на твердых адсорбентах различной структуры. Методы слоя конечной толщины и полного содержания. Недостаточная информативность метода избытков Гиббса, трудности с интерпретацией получаемых на его основе термодинамических характеристик адсорбционных систем, практическая необходимость анализа свойств области неоднородности адсорбционной фазы обусловили появление серии исследований, в которых математическая граница раздела фаз Гиббса заменялась на реальную фазу со своими физическими и термодинамическими характеристиками. Первоначально эти исследования развивались в рамках метода слоя конечной толщины, а позднее были развиты в рамках метода полного содержания. Рассмотрение переходной области неоднородности как некоторого слоя конечной толщины, отделенного от гомогенных объемных фаз двумя поверхностями, т. Детальная разработка и подробный анализ этого подхода был проведен в работах Русанова , который следуя, в основном, методу Гиббса, вывел все необходимые соотношения для термодинамического анализа поверхностных явлений и свойств слоя конечной толщины как с плоскими, так и с искривленными поверхностями с использованием не избыточных, а полных концентраций компонентов в слое.