Разработка цеолитных адсорбентов для хроматографического определения загрязнений воздуха

• Автор: Баранский, Роман Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Львов
• Количество страниц: 162 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Структура и модификация цеолитов

1.2. Особенности серебросодернавдх цеолитов .

1.3. Особенности медных форм цеолитов .

1.4. Физикохимические и хроматографические свойства цеолитов

1.5. Гигиенические аспекты использования хроматографических свойств цеолитов

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪМ И ОБЪЕКТ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Подготовка цеолитов к исследованиям

2.1.1. Промывка порошка .
2.1.2. Приготовление ионообменных
форм цеолитов.
2.2. Изучение физикохимических СВОЙСТВ хроматографическим методом.
2.3. Получение заданной влажности газаносителя .
Глава 3. ЦЕОЛИТЫ ТИПА У С НИЗКИМ С0ДЕР1АНИЕМ
КАТИОНОВ СЕРЕБРА
3.1. Хроматограммы и объмы удерживания
3.2. Отрицательные хроматографические пики
3.3. Термодинамические характеристики адсорбированных газов
3.3.1. Теплоты адсорбции
3.3.2. Изменения мольной свободной
энергии и энтропии .
3
3.4. Концентрирование микропримесей оксида углерода П и углеводородных газов . . .
3.5. Хроматографическое разделение
оксидов азота
Глава 4. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДНЫХ ФОРМ
ЦЕОЛИТОВ ТИПА X.
4.1. Величины удерживаемых объмов газов
4.2. Эффективность хроматографического
разделения смесей
4.3. Термодинамические характеристики адсорбированных газов на цеолитах СиНаХ
4.4. Концентрирование оксида СО и этилена
на медьсодержащих цеолитах .
Глава 5. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УВЛАЖНННЫХ
МЕДНЫХ ФОРМ ЦЕОЛИТОВ ТИПА X.
5.1. Влияние влаги на удерживаемые объмы газов
5.2. Особенности хроматографического разделения смесей в присутствии влаги . III
5.3. Термодинамические функции газов, адсорбированных на влажных цеолитах .
5.3.1. Теплоты адсорбции
5.3.2. Изменения мольной свободной энергии и мольной энтропии адсорбированных газов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


М.Панченкова и других 7. Путм обмена исходных ионов натрия на катионы иных размеров можно регулировать молекулярноситовые свойства цеолитов. Но в цеолитах типов X и У наблюдается довольно сложная картина расположения катионов, связанная с наличием в их структура различных участков. Таких участков насчитывается 5 7, а именно Б в гексагональных призмах, по 2 катиона в каждой из 8 призм, которые входят в элементарную ячейку Б2 в большой, полости, возле 4членных колец не связанных с призмой каждого из 8 кубооктаэдров элементарной ячейки всего катиона Б в большой полости, где могут находиться нелокализованных катионов по 6 возле кавдого кубооктаэдра, который обладает шестью 4членными кольцами внутри кубооктаэдра, возле позиции зх там же, но вблизи участка б2. Первые три позиции считаются основными. Позиции б, Б2 и б1 называются ещ экранированными, так как, вследствие стерического фактора, не могут сильно взаимодействовать с молекулами сорбтива, попавшими в большие полости. Наиболее открытой неэкранированной считается Б3 позиция рис. Рис. Позиции катионов в кристаллической рештке цеолитов типа X и У. Заселнность катионных позиций в кристаллической ячейке обусловлена природой катионов, типом цеолитов, степенью их гидратации и температурой. Процесс миграции катионов в процессе ионообмена зависит от природы цеолитов и катионов. Так, в цеолитах типа у миграция одновалентныхх катионов улучшается с увеличением их радиуса , что связано с ослаблением сил взаимодействия этих катионов с каркасом. Особое место среди катионозамещнных цеолитов занимают водородные или декатионированные формы. Замещение исходных катионов водородом является также одним, из методов модификации пористых кристаллов. Водородные формы цеолитов чаще получаются через аммонийные путм термического разложения. Через эти формы также получают цеолиты для выделения бутенов из бутанбутиленовой фракции, для выделения олефинав, из их смесей с парафинами в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности с помо щью цеолита типа У с содержанием меди в количествах 7 масовых 7. С повышением температуры цеолита увеличивается подвижность катионов и их перемещение с ддних позиций на другие, что установлено методами электронного парамагнитного резонанса, измерением электропроводности и диэлектрической релаксации, рентгеноструктурным и другими способами. Процесс миграции катионов зависит как от типа катионов, так и от количества остаточной цеолитной воды, причм он усиливается в безводных цеолитах с открытой структурой ТИПЫ а, X И У. Серебряные форш цеолита типа У со степенью замещения катионов Иа на Ая от до 0 исследованы в работе 7. В отличие от цеолитов типа X, на серебросодержащих формах типа осуществлено разделение смесей алканов С , монооксида угле I
рода, этилена и даже пропилена, причм понижение содержания катионов серебра в цеолите и повышение температуры нагрева колонки ускоряют разделение. СО в пробе, а также степени замещения натрия на катионы серебра. СО исследованы Ш. Д.Сабелалшили 7. В ряде цеолитов возможно вовлечение катионов серебра в окислительновосстановительные процессы. Так, окислительновосстановительное поведение ионов Ав в цеолите типа X рассмотрено в работе 7. С помощью рентгенографии и адсорбционных измерений в ней исследована кинетика восстановления водородом и повторного окисления серебра кислородом в цеолитах типа. X. Для исследования взяты цеолиты со степенью обмена ионов ыа на Ая от 5 до . Бос становление, осуществлялось в токе азота при 33 К. В результате. К восстановление протекает с образованием частиц серебра с размерами нм и высокодисперсных кластеров серебра, а при температуре ниже 1 К атомы серебра либо не группируются в металлические частицы, либо эти частицы имеют размеры менее 3,5. Отмечено уменьшение размера образующихся металлических частиц и увеличения скорости восстановления А с ростом содержания серебра в цеолите и предложен механизм этого процесса. Природа заряженных кластеров серебра в цеолитах типа А, X и У исследована в работе 7.