Структурная характеристика цеолитов методом адсорбции аргона











IUPAC рекомендует проводить характеристику цеолитов с использованием газа аргона при 87 К. В статье описаны преимущества аргона перед азотом. Приведены примеры изотерм на базе Ar для различных цеолитов. В заключении обсуждается характеристика мезопористых цеолитов (иерархических материалов) с использованием Ar-адсорбции


  Полный текст статьи!

Введение


Эксперименты по физической адсорбции, изучающие структурные аспекты микропористых материалов, требуют измерений при существенно более низких относительных давлениях, чем измерения мезопористых материалов. Характеристика цеолитов азотом при 77 К затруднена, поскольку заполнение пор 0,5-1 нм происходит при относительных давлениях от 10-7 до 10-5 , где скорость диффузии и уравновешивания адсорбции является чрезвычайно медленной. Кроме того, квадруполь N2 может взаимодействовать с различными поверхностными функциональными группами и открытыми ионами в цеолите. Эти факторы влияют на ориентацию адсорбированной молекулы N2 на поверхности адсорбента, что влияет на последующие расчеты. Это также сильно влияет на давление заполнения микропор, часто сдвигая его к еще более низким относительным давлениям. Из-за специфического взаимодействия в поверхностных функциональных группах давление заполнения пор не имеет четкой корреляции с размером пор и структурой. Следовательно, выгодно анализировать цеолиты, состоящие из таких узких оксидных микропор, используя газообразный аргон в качестве адсорбционного средства при 87 К. Аргон заполняет микропоры размером 0,5-1 нм при значительно более высокой относительном давлении 10-5 -10-3 по сравнению с N2, что приводит к ускоренной диффузии и равновесию. Это приводит к гораздо более короткому времени анализа и более высокой точности. В отличие от N2, Ar специфически не взаимодействует с оксидными центрами или разница в диапазонах давления заполнения пор для адсорбции Ar (87 K) и N2 (77 K) на цеолите типа Faujasite. Помимо того, что метод адсорбции аргона является более точным и быстрым, чем адсорбция N2 (эксперименты с Ar могут занимать всего половину времени экспериментов с N2), Ar также способен проявлять небольшие различия в давлении заполнения пор в цеолитах с различными размерами пор и геометрией (рис. 2). На рис.2 показаны цеолиты с разным размером пор, некоторые из которых отличаются только на 0,1 нм. В рекомендациях IUPAC четко изложены преимущества Ar (87 К) адсорбции для характеристики цеолитов ...     Читать полный текст статьи!


Все поля, обозначенные звездочкой *, обязательны для заполнения
(0)