Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в области физической адсорбции в последние годы стало существенное расширение интервалов параметров адсорбционного равновесия, что способствовало интенсификации промышленных адсорбционных процессов, появлению новых применений адсорбции, а также развитию науки об адсорбции в целом.
Единственными экспериментальными методами изучения адсорбции индивидуальных веществ при высоких давлениях до последнего времени, однако, были только объемный и весовой методы. Калориметрия Тиана-Кальве известна с 20-х годов и является с тех пор одним из самых информативных методов в применении к исследованию адсорбции газов а вакуумных условиях, позволяя непосредственно получать и термическое и калорическое уравнения адсорбционной системы. Поэтому создание калориметрического метода для исследования адсорбции газов и жидкостей в широких интервалах температур и давлений, включай его термодинамическое обоснование, является актуальным.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка калориметрического метода исследования адсорбции флюидов в широких,','интервалах изменения.
'с
давления и температуры, его термодинамическое обоснование; о ?
адсорбционно-калориметрическое исследование адсорбции криптона и ксенона микропористыми адсорбентами различной природа - цеолитом Jfax ' и полимерным активным углем ПАУ-І0.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Разработан .
-2-
калориметрический метод исследования адсорбции флюидов в широких
интервалах изменения давления и температуры ( 0-30 МПа, 290-480
К) дано его термодинамическое обоснование с учетом неинертности
адсорбента и неидеальности флюида. Измерены дифференциальные и
калориметрические теплоты адсорбции криптона и ксенона цеолитом
dux и ксенона микропористым полимерным активным углем ПАУ-10 в
широких интервалах изменения параметров адсорбционного '
равновесия; подтверждена взаимосвязь изостерических и калориметрических теплот адсорбции в указанных системах в изученных интервалах давлений и температур; предложено по соотношению калориметрических и изостерических теплот адсорбции определять границы приемлемости фундаментального предложения о том, что адсорбент есть инертное твердое тело, а также оценивать адсорбционную деформацию жесткого адсорбента; оценены указанные границы, а также рассчитана адсорбционная деформация адсорбента для системы ксенон - цеолит л4ідг при больших заполнениях; "найдено,"""что изменения адсорбента, вызванные адсорбцией, с ростом давления или температуры растут, и их влияние на термодинамические функции адсорбционной системы может стать определяющим при достаточно высоких температурах или давлениях; рассчитаны дифференциальные термодинамические функции адсорбционных систем цеолит У&к - ксенон и микропористый полимерный активный уголь ПАУ-Ю - ксенон, их поведение определяется степенью неоднородности микропористого пространства в области малых заполнений, а при больших заполнениях -увеличением взаимодействий адсорбат-адсорбат и неинертностью адсорбента; влияние последних двух факторов приводит к тому, что
- З -обе адсорбционные системы ведут себя аналогично при больших заполнениях.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Разработанный калориметрический ' метод исследования адсорбции флюидов в широких интервалах изменения давления и температуры ( 0-30 МПа и 290-480 К), а также способ оценки границ приемлемости предположения об инертном адсорбенте и адсорбционной деформации жестких адсорбентов по соотношению изостерических и калориметрических теплот адсорбции, могут быть использованы при исследованиях адсорбционных процессов в практических нуждах.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ, перечислены в разделе "Научная новизна диссертационной работы!'
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертаций апробировались на конференции молодых ученых ИФХ АН СССР ( Москва, 1988г.), на ХП Всесоюзной конференции по калориметрии и химической термодинамике ( Горький, 1988), на Московской конференции молодых ученых по приборам и методам физико-химического эксперимента ( 1989г., 2-е призовое место), УІ Всесоюзной конференции по применению цеолитов в катализе ( Москва, ГЭ89), на Советско-болгарской школе-семинаре по актуальным проблемам физической химии ( Звенигород, 1990), на УП Международной конференции"по теоретическим вопросам адсорб, ции ( Звенигород, 1991). Получено ' положительное решение ВНИИГПЭ от 22.03.90 на выдачу авторского , свидетельства " Способ определения сорбции и устройство для его3 осуществления", авторы А.А. Ф омкин И.В.Ю. Гусев ( заявка . .№445553^1-26, приоритет от 05.07.88). По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.
-4-. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 108 машинописных страницах, состоит из 7 разделов (включая введение и ьыводю, списка использованных источников ( 120 наименований) и приложений. В тексте приведены I таблица и 34 иллюстрации.