Классификация пористых тел по структурным типам

ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 3 2012

СЕРЫЯ ХІМІЧНЫХ НАВУК

КалОідНая хімія

УДК 541.183

в. С. КоМАров

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРИСТЫХ ТЕЛ ПО СТРУКТУРНЫМ ТИПАМ

институт общей и неорганической химии НАН Беларуси

(поступила в редакцию 06.04. 2012)

Любое пористое тело включает в свою структуру поры самых различных размеров, которые 
по форме, а также размеру могут значительно отличаться от пор других пористых тел. Для решения многих сорбционных и каталитических задач найбольший интерес представляют поры, обеспечивающие доступность к активной поверхности пористого тела молекул реагирующего или удаляемого вещества. В связи с этим важное значение приобретает классификация пор по их геометрическим размерам.

Первая такая классификация была сделана М. Келингом [1, которая получила более глубо
кое развитие в работах М. М. Дубинина [2–4, предложившего поры адсорбентов делить на следующие разновидности.
1. Макропоры, эффективный радиус которых превышает 1000–2000 Å. Удельная поверхность 
таких пор не превышает 0,5–2 м2/г.
2. Переходные или мезопоры, эффективный радиус которых находится в пределах от 18–19 
до 1000–2000 Å. Удельная поверхность пор данного типа лежит в пределах 10–400 м2/г пористого тела.
3. Микропоры с эффективным радиусом 15–18 Å. Размеры таких пор соизмеримы с размерами адсорбирующихся молекул, вследствие чего удельная поверхность их может быть определена 
только по методу, описанному в работе [5.

 Для того чтобы понять закономерности адсорбции газов и паров пористыми телами и, главное, получить информацию о их характеристиках, а соответственно и о практическом использовании, остановимся на понятии изотерма адсорбции, которая в случае адсорбции паров при фиксированной температуре может быть представлена в следующем виде: 

χ f (P/P0)t,

где P0 – давление  насыщенного пара адсорбата
Изотерма физической адсорбции – зеркальное отражение внутренней пористости твердого 
тела, а ее форма указывает на наличие в составе изучаемого образца преимущественно содержание микро-, мезо- или макропор.
В различной литературе для большого ряда твердых тел приводятся десятки тысяч изотерм 
адсорбции, описывающих физическую адсорбцию. Тем не менее, Брунауэру, Эммету и Теллеру 
(БЭТ) [6указанное множество изотерм удалось разбить на пять групп: I – кривые ленгмюров-ского типа, II – S-образные кривые с линейным участком в области средних давлений p (встречающиеся наиболее часто), III – кривые без перегибов с монотонным ростом, Iи – изотермы, 
имеющие петлю гистерезиса, нижняя ветвь которой соответствует адсорбции паров (газа) с ростом его давления в системе, а верхняя ветвь – результат измерений при постоянном уменьшении давления пара в системе (рис. 1).
Кроме указанных пяти типов изотерм, известен ряд форм изотерм, которые трудно отнести 
к определенному типу указанной классификации. При этом с помощью изотерм III и типов