18. Свойства и область применения силикагелей
Силикаге́ль представляет собой высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2·mH2O) при pH > 5—6. Твёрдый гидрофильный сорбент.
Получение[править | править исходный текст]
Получается при подкислении растворов силикатов щелочных металлов с последующей промывкой и высушиванием образовавшегося геля:
Na_2SiO_3 + 2HCl =2NaCl + H_2SiO_3
H_2SiO_3 =SiO_2 + H_2O
Свойства
Силикагель имеет огромную площадь поверхности (800 м²/1 г), состоящую из групп —SiOH, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Эти группы являются активными центрами, причём активность конкретной партии силикагеля зависит от числа и активности таких центров. В активном адсорбенте, то есть таком, из которого удалена адсорбированная на его поверхности вода, многие центры будут активны. Такая активация происходит при нагревании геля до 150—200 °C.
При нагревании до более высокой температуры в интервале 200—400 °C активность теряется в результате образования связей Si-O, происходящего с отщеплением воды. Эта стадия, однако, обратима. При нагревании выше 400 °C размер поверхности силикагеля необратимо уменьшается.
Активные центры взаимодействуют с полярными растворёнными веществами главным образом за счёт образования водородных связей.
Применение
Товарный силикагель выпускают в виде зёрен или шаровидных гранул размером от 5—7 до 10−2 мм. Различные марки силикагелей имеют средний эффективный диаметр пор 20—150Å и удельную поверхность 100—1000 м²/г.
Основное применение силикагели находят при осушке воздуха, углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов.
Способность силикагеля поглощать значительное количество воды используется для осушки различных жидкостей, в особенности в том случае когда обезвоживаемая жидкость плохо растворяет воду (сушка галогенированных жидкостей типа фреон). Силикагели служат также осушителями при консервации оборудования для предохранения его от коррозии.
Наряду с водой силикагели хорошо сорбирают пары многих органических веществ. Этим его свойством пользуются для улавливания (рекуперации) паров бензина, бензола, эфира, ацетона и т. п. из воздуха, бензола, из газовых коксовых печей и бензина из природных газов.
Свойство силикагеля поглощать многие вещества из жидкой фазы используют в промышленной очистке различных масел, при обессеривании нефтяных погонов и удаления из нефти высокополимерных смолистых веществ.
19. Очистка газов от диоксида углерода. Абсорбция водой, поглощение растворами этаноламинов (МЭА, ДЭА, ТЭА).
19. Очистка газов от диоксида углерода. Абсорбция водой, поглощение растворами этаноламинов (МЭА, ДЭА, ТЭА).