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吸附剂的物理性质

浏览次数:3184 日期:2015年01月13日

    吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造。与吸附剂细孔有关的物理性能有:
    a.孔容(VP):吸附剂中微孔的容积称为孔容,通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g).孔容是吸附剂的有效体积,它是用饱和吸附量推算出来的值,也就是吸附剂能容纳吸附质的体积,所以孔容以大为好。吸附剂的孔体积(Vk)不一定等于孔容(VP),吸附剂中的微孔才有吸附作用,所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的体积,一般要比VP大。
    b.比表面积:即单位重量吸附剂所具有的表面积,常用单位是m2/g。吸附剂表面积每克有数百至千余平方米。吸附剂的表面积主要是微孔孔壁的表面,吸附剂外表面是很小的。
    c.孔径与孔径分布:在吸附剂内,孔的形状极不规则,孔隙大小也各不相同。直径在数埃(A0)至数十埃的孔称为细孔,直径在数百埃以上的孔称为粗孔。细孔愈多,则孔容愈大,比表面也大,有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是提供吸附质分子进入吸附剂的通路。粗孔和细孔的关系就像大街和小巷一样,外来分子通过粗孔才能迅速到达吸附剂的深处。所以粗孔也应占有适当的比例。活性炭和硅胶之类的吸附剂中粗孔和细孔是在制造过程中形成的。沸石分子筛在合成时形成直径为数微米的晶体,其中只有均匀的细孔,成型时才形成晶体与晶体之间的粗孔。
    孔径分布是表示孔径大小与之对应的孔体积的关系。由此来表征吸附剂的孔特性。
    d.表观重度(dl):又称视重度。
    吸附剂颗粒的体积(Vl)由两部分组成:固体骨架的体积(Vg)和孔体积(Vk),即:Vl= Vg+ Vk
    表观重度就是吸附颗粒的本身重量(D)与其所占有的体积(Vl)之比。
    吸附剂的孔体积(Vk)不一定等于孔容(VP),吸附剂中的微孔才有作用,所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的体积,一般要比VP大。
    e.真实重度(dg):又称真重度或吸附剂固体的重度,即吸附剂颗粒的重量(D)与固体骨架的体积Vg之比。
    假设吸附颗粒重量以一克为基准,根据表观重度和真实重度的定义则:
    dl==l/Vl; dg=l/Vg
    于是吸附剂的孔体积为:Vk=l/dl–l/dg
    f.堆积重度(db):又称填充重度,即单位体积内所填充的吸附剂重量。此体积中还包括有吸附颗粒之间的空隙,堆积重度是计算吸附床容积的重要参数。
    以上的重度单位常用g/cm3、kg/l、kg/m3表示。
    g.孔隙率(εk):即吸附颗粒内的孔体积与颗粒体积之比。
    εk=Vk/(Vg+Vk)=(dg-dl)/ dg=1-dl/dg
    h.空隙率(ε):即吸附颗粒之间的空隙与整个吸附剂堆积体积之比。
    ε=(Vb-Vl)/Vb=(dl-db)/dl=1-db/dl

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