Способ определения среднего размера пор полимерного сорбента

 

Изобретение относится к методу определения размера пор полимерных сорбентов, может быть использовано для анализа свойств полимерных материалов и позволяет упростить проведение анализа и повысить его точ ность. Эффект достигается за счет использования в качестве адсорбента водного раствора п-хлоранилина и расчета среднего размера пор по формуле , учитывающей среднее значение коэффициента аффинности /i О, 71,связывающего характеристические энергии адсорбции паров бензола и п-хлоранилина из водных растворов. 2 табл. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (51)4 С 01 N 15/08. С 08 F 212/36

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ фс

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "„ ц, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО

РАЗМЕРА ПОР ПОЛЯРНОГО СОРБЕНТА (21) 3931610/23 — 05 (22) 17.07.85 (46) 23.07.87 ° Бюл. 1Ф 27 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) Т.М.Левченко, В.В.Подлеснюк и P.Ì.Ìàðóòîâñêèé (53) 661.183.123(088.8) (56) Липатов Ю.С. и др. Рентгеновские методы изучения полимерных систем. Киев: Наукова думка, 1982, с. 296.

Когановский А.М., Левченко Т.M.

О применимости теории объемного заполнения микропор к адсорбции из водных растворов активированными углями. — Журнал физической химии, 1972, т. 46, с. 1789.

Грег С., Синг К. Адсорбция,удельная поверхность, пористость. М.:

Мир, 1970, с 330. (57) Изобретение относится к методу определения размера пор полимерных сорбентов, может быть использовано для анализа свойств полимерных материалов и позволяет упростить проведение анализа и повысить его точность. Эффект достигается sa счет использования в качестве адсорбента водного раствора и-хлоранилина и расчета среднего размера пор по формуле, учитывающей среднее значение коэффициента аффинности p- =0,71,связывающего характеристические энер- - ф гии адсорбции паров бензола и и-хлоранилина из водных растворов. 2 табл.

1325330

Изобретение относится к области химии и технологии сорбентов и может быть использовано в анализе свойств. пористых полимерных материалов (полисорбов), применяемых для очистки сточных вод в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Средний. размер пор является одной иэ важнейших физико-химических характеристик сорбционных материалов и определяет сферу их применения.

Цель изобретения — упрощение проведения анализа и повышение его точности.

Пример 1. 0 25 г полимерного сорбента Полисорб 40/100. — пористого сополимера стирола и дивинилбенэола— обрабатывают водным раствором и-хлоранилина объемом 0,05 л с исходной концентрацией Co = 8,75 ммоль/л.После контактирования полимерного сорбента с раствором в течение 8 ч определяют остаточную концентрацию и-хлоранилина С р = 4, 10 ммоль/л.По (С. — Ср) "V формуле а —, где V-m объем п-хлоранилина; m — навеска сорбента, г, находят величину емкости полимерного сорбента по п-хлоранилину а = 0,93 ммоль/л. По известной методике определяют значение предельной емкости полимерного сорбента по п-хлоранилину a„ = 1,51 ммоль/г.

Коэффициент аффинности бып определен на основе следующих экспериментов. Измерены изотермы адсорбции бензола из паров и и-хлоранилина из водных растворов на активных углях четырех марок.

Из полученных данных рассчитаны значения характеристической энергии адсорбции бензола из паров (E ) и п-хлоранилина из водных растворов (Е) на каждой марке угля и по формуле P = Е/Ео найдено значение коэффициента аффинности р для уг". лей.

Полученные результаты приведены в табл. 1.

Среднее значение коэффициента аффинности / = 0,71 °

Рассчитывают средний размер пор по формуле

8,55 f3 1Г(1ра, — 1ga, К - Т ° 18 Сз р где Х вЂ” средний размер пор полимерного сорбента, нм;

R — универсальная газовая постоянная, равная 8,3 1 »

«10 моль. град

Т вЂ” температура, К;

С вЂ” растворимость и-хлоранилина в воде, равная 24 ммоль/

/Л«

Отсюда:

8,55 0,71

8,31.10 Ъ .293. 24

4,<

1,494 нм.

Пример 2. Навеску полимерного сорбента марки 40/100 0,25 г обрабатывают водным раствором и-хлоранилина объемом 0,05 л с исходной концентрацией 10,3 ммоль/л. Остаточная равновесная концентрация и-хлоранилина после контактирования раствора с полимерным сорбентом 5, 10 ммоль/л, величина а =- .1,04 ммоль/г. Средний размер пор полисорба 40/ 100 равен;

855 071 g, 8

З0 8,31. 10 293

5,1

1,495 нм.

35 Пример ы 3-7. Определение среднего размера пор осуществляют аналогично описанному в примере 1 °

Данные для анализа и результаты определений приведены в табл. 2.

Пример 8 (сравнительный) .Навеску полимерного сорбента марки

40/100 0,25 r обрабатывают водным раствором и-нитрофенола объемом

0,05 л с исходной концентрацией С

5,35 ммоль/л. После контакта полимерного адсорбента с раствором в течении 8 ч остаточная концентрация и-нитрофенола составляет 4, 10 ммоль/л.

Емкость полимерного сорбента по пнитрофенолу равна 0,25 ммоль/г.Значение предельной емкости. полимерного сорбента по и-нитрофенолу составляет

55 а" = 0,95 оль/г. Используя най енные значения коэффициентов аффинности 0,925 и 1,,66, находят следующие величины средних размеров пор по инитрофенолу: з 1325330 а

8,55. 0,925 1я 0,95 — 1д О, 25 с 8 31.10 З 293 с целью упрощения проведения анализа

109, 5

4 и повышения его точности в качестве

4,1

5 органического соединения используют водный раствор п-хлоранилина и обработку осуществляют до наступления постоянной равновесной концентрации и-хлоранилина при 20-25 С с после.— дующим расчетом среднего размера пор по формуле

1,74 нм;

8,31 10-3 3

Формула и з обретения

Способ определения среднего размера пор полимерного сорбента путем обработки органическим соединением, L

Таблица!

Адсорбент

Характеристическая энергия адсорбции, кДж/моль и-хлоранилина иэ водных растворов Е паров бензола Е

Активный антрацит

14,42

12,88

10,42

12,87

12,5

0,87

8,2

0,64

7,5

КАД-иодный

0,72

АГ-3

8,1

0,63

Таблица2

Полис орб

30/100

0,39 0,89 1,66

0,70 0,89 1,65

4,95 3,01

11,30 7,80

Полисорб

30/130

8, 10 5,02 0,62 1, 10 1,82

16, 12 11,30 0,96 1, 10 1,82

3,12 нм.

Сравнение этих величин со средним размером пор полимерного сорбента

40/100, определенным по методу малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и равным 1,5 нм, показывает,что и-нитрофенол не может быть использован в качестве стандартного адсорба.та.

Г,: Я

У

Ы lg С

Р где Х вЂ” средний размер пор сорбента, нм;

R — универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура, К;

- а — предельная емкость сорбента по п-хлоранилину; а — емкость сорбента по п-хлоранилину при равновесной кон25 центрации СР, С вЂ” растворимость п-хлоранилина в воде °

1325330

Продолжение табл. 2

Полисорб

30/150

2,00

6 Полисорб

60/100

10,65 4,50 1,23 1,82 1,41

19 25 10 90 1 67 1,82 1 40

7 Полисорб

40/100

8,75

4 10 093, 151 149

10 30 5,10 1,04 1,51 1,49

1,50

Ф

Значение среднего размера пор определено по данныммалоуглового рассеяния рентгеновских лучей.

Корректор Г.Решетник

Заказ 3042/37 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

12, 20 7,80

14,40 9,50

Составитель В.Мкртычан

Редактор А.Ворович Техред Л.Сердюкова

0 88 1 24 1 97

0,98 1,24 1,98