Книга: Ягодовский В. Д. «Адсорбция»

Серия: "Учебник для высшей школы"

В учебном пособии, написанном профессором РУДН, излагаются теоретические основы адсорбции — сложного явления на границе раздела фаз газ—твердое тело, газ—жидкость, жидкость—твердое тело, жидкость—жидкость. Адсорбция играет важную роль в природных процессах (обмен энергией между геологическими слоями, концентрирование веществ клетками живых организмов при метаболизме и т. д.), находит широкое применение в технике, медицине, фармакологии, лабораторной практике, при очистке промышленных газов и жидкостей от вредных примесей, очистке питьевой воды, изготовлении катализаторов для нефтепереработки, а также получении других полезных веществ. В качестве адсорбентов на практике чаще используются пористые материалы на основе различных активных углей, оксида алюминия, алюмосиликатов и силикагелей.
Для студентов химических и химико-технологических вузов.

Содержание:

Предисловие...... 3 Введение...... 4 Глава 1. Термодинамическое описание адсорбции...... 11 1. 1. Метод Гиббса...... 11 1. 1. 1. Изменение интегральных термодинамических функций при адсорбции...... 18 1. 1. 2. Изменения дифференциальных мольных величин...... 23 1. 1. 3. Вычисление термодинамических функций из экспериментальных данных...... 24 1. 1. 4. Константа адсорбционного равновесия...... 27 1. 1. 5. Термодинамические модели изотерм адсорбции...... 28 1. 2. Адсорбция на поверхности твердых тел...... 34 1. 3. Адсорбция из жидких растворов на поверхности твердых адсорбентов (по А. В. Киселеву)...... 40 1. 4. Примеры и задачи...... 45 1. 5. Вопросы...... 50 Литература...... 50 Глава 2. Методы определения изотерм адсорбции...... 51 2. 1. Весовой метод...... 51 2. 2. Объемный метод...... 52 2. 3. Определение изотерм адсорбции из хроматографических данных...... 54 2. 4. Изотермы адсорбции при давлениях <10-4 мм рт. ст...... 56 2. 5. Изотермы адсорбции на твердом адсорбенте из жидкого раствора...... 58 Литература...... 58 Глава 3. Адсорбционные силы при физической адсорбции...... 59 3. 1. Силы притяжения...... 60 3. 1. 1. Электронейтральная система зарядов во внешнем поле...... 60 3. 1. 2. Кулоновское притяжение между диполем и ионом и между двумя диполями...... 62 3. 1. 3. Индукционное взаимодействие...... 67 3. 1. 4. Дисперсионное взаимодействие (силы Ван дер Ваальса)...... 69 3. 2. Силы отталкивания...... 75 3. 3. Эмпирические модельные потенциалы...... 76 3. 4. Адсорбционный потенциал...... 80 3. 4. 1. Примеры расчетов адсорбционного потенциала...... 82 3. 5. Задачи...... 85 3. 6. Вопросы...... 86 Литература...... 86 Глава 4. Пористые адсорбенты...... 87 4. 1. Краткие сведения о пористых адсорбентах...... 87 4. 1. 1. Активные угли...... 87 4. 1. 2. Наноуглеродные материалы (НУМ)...... 89 4. 1. 3. Фуллерены...... 89 4. 1. 4. Силикагели...... 91 4. 1. 5. Активный оксид алюминия...... 91 4. 1. 6. Алюмосиликаты...... 93 4. 2. Термодинамическое описание адсорбции на пористых адсорбентах...... 96 4. 2. 1. Теория объемного заполнения микропор (ТОЗМ)...... 96 4. 2. 2. Деформация пор микропористых адсорбентов...... 106 4. 3. Адсорбция на мезопористых адсорбентах...... 109 4. 4. Задачи...... 118 4. 5. Вопросы...... 120 Литература...... 121 Глава 5. Молекулярно-статистическое описание адсорбции...... 122 5. 1. Идеальный адсорбционный слой...... 122 5. 2. Реальный адсорбционный слой на однородной поверхности...... 132 5. 2. 1. Решеточные моде ли...... 133 5. 2. 2. Вириальное уравнение изотермы адсорбции...... 146 5. 2. 3. Адсорбция на неоднородной поверхности...... 151 5. 3. Вопросы...... 157 Литература...... 157 Глава 6. Хемосорбция...... 158 6. 1. Экспериментальное определение теплоты хемосорбции...... 160 6. 2. Элементы теории хемосорбции...... 162 6. 2. 1. Полуэмпирические методы расчета теплоты хемосорбции...... 162 6. 2. 2. Квантово-химический анализ характеристик хемосорбции...... 164 6. 2. 3. Хемосорбция на оксидах...... 170 6. 3. Вопросы...... 171 Литература...... 171 Глава 7. Физические методы исследования адсорбции...... 173 7. 1. Оптическая спектроскопия...... 173 7. 1. 1. ИК-спектры адсорбционного слоя...... 175 7. 1. 2. Электронные спектры поглощения...... 180 7. 2. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)...... 182 7. 2. 1. Примеры использования спектров ЭПР в адсорбции...... 185 7. 3. Фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС, ОЭС)...... 187 7. 3. 1. Применение метода РФЭС в адсорбции и катализе...... 189 7. 4. Дифракция медленных электронов (ДМЭ)...... 191 7. 4. 1. Примеры использования метода ДМЭ...... 193 7. 5. Работа выхода электрона...... 195 7. 5. 1. Термоэлектронная эмиссия...... 197 7. 5. 2. Фотоэлектрический метод (по Фаулеру)...... 198 7. 5. 3. Контактная разность потенциалов (КРП)...... 199 7. 5. 4. Автоэлектронная эмиссия...... 200 7. 5. 5. Поляризация адсорбата на островковых пленках металла...... 201 7. 5. 6. Примеры определения работы выхода при адсорбции...... 201 7. 6. Вопросы...... 203 Литература...... 204 Приложения...... 207 Приложение 1. Метод возмущений...... 207 Приложение 2. Некоторые постоянные...... 212 Общая литература...... 213

Издательство: "БИНОМ. Лаборатория знаний" (2015)

ISBN: 9785996329090