НАНОПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
17.03.2009 г.

НАНОПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

 

А. А. Фомкин

 

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31

Поступила в редакцию 05.06.2008 г.

Рассмотрены основные закономерности формирования микропористых адсорбентов с различным химическим составом поверхности: активных углей, цеолитов, силикагелей, алюмогелей, фуллеренов и углеродных нанотрубок. Обобщены данные о структурно-энергетических характеристиках адсорбентов и нанопористых систем. На примере микропористого углеродного адсорбента АУК и цеолита NaX изучены основные закономерности адсорбционной деформации микропористых адсорбентов при адсорбции СО2, СН4, Аг, N2, Хе в интервале температур 177.65–393 К и давлений до 7.0 МПа. Приведен анализ зависимостей адсорбционной деформации микропористых адсорбентов от величины адсорбции, температуры и физико-химических свойств адсорбируемого газа. На основе анализа изотерм адсорбции бензола на фуллеренах С60, С70 высказано предположение об образовании при адсорбции фуллерен-бензольных адсорбционных комплексов, состоящих в среднем из трех молекул фуллерена и двух молекул бензола и обладающих характеристической энергией около Ео = 25 кДж/моль. На основе адсорбционных данных и данных электронной микроскопии показано, что при адсорбции кумола на нанотрубках образуются супрамолекулярные комплексы, в которых молекулы кумола выполняют функцию молекул координаторов. С помощью теории объемного заполнения микропор рассчитана адсорбция водорода на модельных супрамолекулярных системах, в которых однослойные углеродные нанотрубки уложены пучками с определенными зазорами между стенками.

Список литературы

  1. Дубинин М.М. Адсорбция и пористость. М.: ВАХЗ, 1972. 126 с.
  2. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельные поверхности, пористость. М.: Мир, 1970. 407 с.
  3. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. М.: Металлургия, 2000. 352 с.
  4. YUPAC Manual of Symbols and Terminology, Appendix 2. Pt. I. // Colloid and Surface Chem. Pure Appl. Chem. 1972. V. 31. P. 578.
  5. Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: Изд-во ИК СО РАН, 1995. 612 с.
  6. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита / Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 781 с.
  7. Неймарк И.Е. Синтетические минеральные адсорбенты и носители катализаторов. Киев: Наукова думка, 1982. 210 с.
  8. Hirsch P.B. // Proc. Roy. Soc. 1954. V. 226. P. 145.
  9. Diamond R. // Proc. Third Conference on Carbon. Pergamon Press. 1959. P. 367.
  10. Dubinin M.M. // Proc. Fourth Intern. Symposium on Reactivity of Solids. Amsterdam. 1961. P. 643.
  11. Волков Г.М., Калугин В.И. // Докл. АН СССР. 1967. Т. 174. С. 121.
  12. Dubinin M.M., Plavnik G.M. // Carbon. 1966. V. 6. P. 183.
  13. Дубинин М.М. Сб. Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности. М.: Наука, 1983. С. 100.
  14. Dubinin M.M., Stoeckli H.F. // J. Colloid Interface Sci. 1980. V. 75. P. 34.
  15. Федоров Н.Ф., Ивахнюк Г.К., Гаврилов Д.Н. и др. Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности. Сборник. М.: Наука, 1983. С. 20.
  16. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976. 511 с.
  17. Мухленов И.П., Добкина Е.И., Дерюжкина В.И., Сороко В.Е. Технология катализаторов. М.: Химия. 1979. 328 с.
  18. Фомкин А.А., Синицын В.А., Чалых А.Е., Писарев С.А. // Тезисы Х Международной конференции “Теоретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии”. Москва. 24–29 апреля 2006. С. 204.”
  19. Фомкин А.А., Синицын В.А. // Защита металлов. 2008. Т. 44. № 2. С. 163.
  20. Iijima S. // Nature (London). 1991. V. 56. P. 354.
  21. Радушкевич Л.В., Лукьянович Н.В. // Журн. физ. химии. 1952. Т. ХХVI. Вып. 1. С. 88.
  22. Yiu Fa You, Mauis T, McEnane B. // Langmuuir. 2000. V. 16. P. 10521.
  23. Сидоров Л.И., Юровская М.А., Борщевский А.Я. и др. Фуллерены. М.: Из-во “Экзамен”, 2005. 688 с.
  24. Meehan F.T. // Proc. Roy. Soc. 1927. V. 115. P. 199.
  25. Bangham D.H., Fakhoury N. // Nature. 1928. № 122. P. 681.
  26. Bangham D.H., Fakhoury N. // Proc. Roy. Soc. 1930. V. 130. P. 81.
  27. Flood E.A., Heyding R.D. // Can. J. Chem. 1954. V. 32. P. 660.
  28. Yates D.J.C. // Proc. Phys. Soc. 1952. V. 65. P. 80.
  29. Кононюк В.Ф., Сарахов А.И., Дубинин М.М. // Изв. АН БССР. Сер. хим. 1972. № 5. С. 45.
  30. Беринг Б.П., Красильникова О.К., Серпинский В.В. // ДАН СССР. 1976. Т. 231. № 2. С. 373.
  31. 31. Tvardovski А.V., Fomkin A.A., Tarasevich Yu.I., Zhukova A.I. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 191. № 1. P. 117.
  32. Фомкин А.А. Дис. ... д-ра физ.-мат. наук. 1993. 398 с.
  33. Твардовский А.В., Фомкин А.А., Тарасевич Ю.И. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 1992. № 1. С. 34.
  34. Твардовский А.В., Тарасевич Ю.И., Жукова А.И. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 1992. № 9. С. 1979.
  35. Твардовский А.В., Фомкин А.А., Тарасевич Ю.И., Гусева И.М. // Изв. АН. Сер. хим. 1995. № 8. С. 1477.
  36. Young D.A., Smith D.E. // J. Phys. Chem. Ser. B. 2000. V. 104. № 39. Р. 9163.
  37. Dolino G., Bellet D., Faivre C. // Phys. Rev. Ser. B. 1996. V. 54. № 24. P. 17919.
  38. Красильникова О.К., Горлов В.А., Фалко Л.А., Сарылова М.Е. // Изв. АН СССР.Сер. хим. 1990. № 9. С. 1948.
  39. Красильникова О.К., Сарылова М.Е., Фалко Л.А. // Изв. РАН. Сер. хим. 1992. № 1. С. 23.
  40. Фомкин А.А., Регент Н.И., Синицын В.А. // Изв. РАН. Сер. хим. 2000. № 6. С. 1018.
  41. Яковлев В.Ю., Фомкин А.А., Твардовский А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. хим. 2003. № 2. С. 338.
  42. Куни Ф.М., Русанов А.И. // Коллоид. журн. 1971. Т. 33. С. 238.
  43. Русанов А.И. // Журн. общ. химии. 2006. Т. 76. № 1. С. 7.
  44. Русанов А.И., Куни Ф.М. // Журн. общ. химии. 2007. Т. 77. № 3. С. 404.
  45. Warne M.R., Allan N.L., Cosgrove T. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000. V. 2. № 16. Р. 3663.
  46. Young D.A., Smith D.E. // J. Phys. Chem. Ser. B. 2000. V. 104. № 39. Р. 9163.
  47. Ustinov E.A., Do D.D. // Carbon . 2006. V. 44. P. 2652.
  48. Ravikovitch P.I., Neimark A.V. // Langmuir. 2006. № 22. P. 10864.
  49. Фомкин А.А., Пулин А.Л. // Изв. АН. Сер. хим. 1999. № 10. С. 1887.
  50. Pan Z., Connell L.D. // Int. J. of Coal Geology. 2007. V. 69. № 4. Р. 243.
  51. Fomkin A.A. // Adsorption. 2005. V. 11. P. 425.
  52. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974. 291 с.
  53. Gusev V., Fomkin A. // J. Colloid Interface Sci. 1994. V. 162. № 1. P. 279.
  54. Чхаидзе Э.В., Фомкин А.А., Серпинский В.В. и др. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1986. Т. 4. С. 929.
  55. Фомкин А.А., Серпинский В.В., Беринг Б.П. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1975. С. 1244.
  56. Фомкин А.А., Селиверстова И.И., Серпинский В.В., Беринг Б.П. В кн.: Адсорбенты, их получение, свойства и применение. Л.: Наука, 1978. С. 109.
  57. Селиверстова И.И., Фомкин А.А., Серпинский В.В. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1978. № 1. С. 201.
  58. Фомкин А.А. В кн.: Адсорбция в микропорах. М.: Наука, 1983. С. 98.
  59. Чхаидзе Э.В., Фомкин А.А., Серпинский В.В., Цицишвили Г.В. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1985. № 5. С. 974.
  60. Chkaidze E.V., Fomkin A.A., Serpinsky V.V., Tsitsichvili G.V. // Prepr. of the Workshop “Adsorption of hydrocarbons in microporous adsorbents, II”. Eberswalde. GDR. 1982. P. 93.
  61. Фомкин А.А., Авраменко В.А., Селиверстова И.И., Серпинский В.В. // Докл. АН СССР. 1986. Т. 288. № 3. С. 678.
  62. Barrer R.M., Papadopoulos R. // Pros. Roy. Soc. London. 1972. A326. 1566. P. 315.
  63. Босачек В., Дубинин М.М., Кадлец О. и др. // Докл. АН СССР. 1967. № 1. С. 117.
  64. Школин А.В., Фомкин А.А., Пулин А.Л., Яковлев В.Ю. // Приборы и техника эксперимента. 2008. № 1. С. 163.
  65. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. 929 с.
  66. Yakovlev V.Yu., Fomkin A.A., Tvardovsi A.V. // J. Colloid Interface Sci. 2003.V. 268. P. 33.
  67. Фомкин А.А., Ващенко Л.А., Синицын В.А., Вовк О.М. // Тезисы VIII Международной конференции “Теория и практика адсорбционных процессов”. М.: Изд-во НИОПИК, 1997. С. 97.
  68. Фомкин А.А., Ващенко Л.А., Синицын В.А., Вовк О.М. В кн.: Теория и практика адсорбционных процессов. М.: Изд-во НИОПИК, 1997. С. 290.
  69. Яковлев В.Ю., Фомкин А.А. // XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Москва. 23–28 сентября 2007. С. 1155.