Исследование закономерностей физической адсорбции в широком интервале изменения параметров на глинистых микропористых адсорбентах

Составлен литературный обзор по теме контракта. Разработаны методики эксперементальных исследований равновесной адсорбции газов при высоких давлениях (до 100 атм.) применительно к образцам адсорбентов, поставляемых Институтом общей и неорганической химии Академии наук Узбекистана.
Подготовлена установка для экспериментальных исследований адсорбции азота и аргона на глинистых минеральных адсорбентах.
Изменение изотерм избыточной адсорбии аргона и азота на исходном натриевом монтмориллоните в интервале 0,1/100 МПа и температур 300-450 К.
Определени изотерн адсорбции и десорбции аргона и азота на натриевом монтморилоните.
Определение температурной зависимости констант Генри и дифференциациальных изотерических теплот и энтропии адсорбции от заполнения
Измерение изотерм избыточной адсорбции сзота и аргона на полигидроксиалюминиевом монтмориллоните в интервале 0,1/100 МПа и температур 300-450 К.
Определение изостер адслрбции и десорбции аргона и азота на полигидроксиалюминиевом монтморилоните. Определение температурной зависимости констант Генри и дифференциальных изостерических теплот и энтропии адсорбции от заполнения.

Проведено измерение адсорбции при четырех температурах (303, 343, 373, 400К) в интервале давлений от 1-1200 атм азота и аргона на двух адсорбентах: натриевой формы монтмориллонит NaMt и пиридиниевой формы монтмориллонит РуMt. Рассчитаны: изотермы избыточной адсорбции, адсорбции полного содержания, и теплоты адсорбции. При температуре 400, 423К и давлении ~1000 атм обнаружен эффект увеличения пористости адсорбента NaMt, что приводит к увеличению адсорбции газов в два раза.

Рассматриваются результаты исследований адсорбции газов (аргона и азота) на модифицированном глинистом адсорбенте – полигидроксиалюминиевом (ПГАМ) монтмориллоните. Измерения адсорбции указанных газов на ПГАМ монтмориллоните были проведены в широком интервале изменения параметров равновесия – давлений 0.1-110 МПа и при четырех температурах 303, 343, 373 и 400К. Проведение исследований адсорбции при таких высоких давлениях (до 1100 атм) позволило обнаружить деформационные изменения в структуре исследуемого адсорбента и проследить степень увеличения пористости, а, следовательно, и самого адсорбционного объема в ходе повышения равновесного давления газов различной природы.
  Экспериментально показано, что повышение температуры измерений адсорбции газов на ПГАМ монтмориллоните при давлениях выше ~ 25 МПа приводит к изменениям температурной зависимости адсорбции на противоположную от термодинамически обоснованной температурной зависимости адсорбции: изотермы адсорбции при более высоких температурах превышают величины адсорбции при более низких температурах. Это происходит за счет диффузии молекул газа в межслоевое пространство монтмориллонита при повышении температуры и давления, что в конечном счете приводит к увеличению адсорбционного объема (~ в два раза).
  В заключение проведен сравнительный анализ полученных результатов всех проведенных исследований адсорбции газов (азота и аргона) на трех образцах монтмориллонита в диапазоне высоких давлений 0-120 МПа при четырех температурах. Анализ показал, что все образцы монтмориллонита при адсорбции газов в вышеуказанном диапазоне изменения равновесных параметров подвергаются температурно-адсорбционной деформации, в результате которой происходит увеличение пористости адсорбента, а, следовательно, растет и поглотительная способность монтмориллонитов. При температуре 400К при адсорбции аргона произошла необратимая «деформация» ПГАМ монтмориллонита вследствие чего увеличился объем пористого пространства. Обратимая и необратимая «деформация» адсорбента приводит к суммарному увеличению пористого пространства приблизительно в два раза, что в свою очередь к пропорциональному возрастанию адсорбции газа.