Изменение термодинамических характеристик углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции бензола
А.В. Твардовский1, Д.С. Зайцев1, А.А. Фомкин2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
2 ФГБУН «Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.190
Оригинальная статья
Аннотация: Впервые проведены комплексные исследования адсорбционной деформации – сорбострикции микропористого углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции паров бензола из потока газа-носителя – азота в неравновесных условиях. Изучены изотермы адсорбции паров бензола микропористым углеродным адсорбентом ФАС-3 в равновесных условиях. Были представлены формулы и проведены расчеты изменений энтропии и внутренней энергии адсорбента в адсорбционном процессе
Ключевые слова: адсорбция, адсорбент, адсорбционная деформация адсорбентов, дилатометрический метод измерения адсорбционной деформации адсорбентов, термодинамика адсорбционной деформации адсорбентов
- Твардовский Андрей Викторович – д.ф.-м.н., профессор, ректор, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
- Зайцев Дмитрий Сергеевич – инженер-исследователь, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
- Фомкин Анатолий Алексеевич – д.х.н., профессор, ФГБУН «Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН»
Ссылка на статью:
Твардовский, А.В. Изменение термодинамических характеристик углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции бензола / А.В. Твардовский, Д.С. Зайцев, А.А. Фомкин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2020. — Вып. 12. — С. 190-199. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.190.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Yang, K. Deformation of coal induced by methane adsorption at geological conditions / K. Yang, X. Lu, Y. Lin, A.V. Neimark // Energy and Fuels. – 2010. – V. 24. – I. 11. – P. 5955-5964. DOI: 10.1021/ef100769x.
2. Yang, K. Effects of CO2 adsorption on coal deformation during geological sequestration / K. Yang, X. Lu, Y. Lin, A.V. Neimark // Journal of Geophysical Research - Solid Earth. – 2011. – V. 116. – I. 8. – Art. no. B08212. – 11 p. DOI: 10.1029/2010JB008002.
3. Gor, G.Yu. Adsorption of n-pentane on mesoporous silica and adsorbent deformation / G.Yu. Gor, O. Paris, J. Prass, et al. // Langmuir. – 2013. – V. 29. – I. 27. – P. 8601-8608. DOI: 10.1021/la401513n.
4. Coudert, F.-X. Adsorption deformation and structural transitions in metal-organic frameworks: from the unit cell to the crystal / F.-X. Coudert, A.H. Fuchs, A. Boutin, A.V. Neimark // Journal of Physical Chemistry Letters. – 2013. – V. 4. – I. 19. – P. 3198- 3205. DOI: 10.1021/jz4013849.
5. Balzer, C. Deformation of microporous carbon during adsorption of nitrogen, argon, carbon dioxide and water studied by in-situ dilatometry / C. Balzer, S. Braxmeier, A.V. Neimark, G. Reichenauer // Langmuir. – 2015. – V. 31. – I. 45. – P. 12512-12519. DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b03184.
6. Coudert, F.-X. Adsorption deformation of microporous composites / F.-X. Coudert, A.H. Fuchs, A.V. Neimark // Dalton Transactions. – 2016. – V. 45. – I. 10. – P. 4136-4140. DOI: 10.1039/C5DT03978A.
7. Kowalczyk, P. Using in-situ adsorption dilatometry for assessment of micropore size distribution in monolithic carbons / P. Kowalczyk, C. Balzer, G. Reichenauer, et al. // Carbon. – 2016. – V. 103. – P. 263-272. DOI: 10.1016/j.carbon.2016.02.080.
8. Balzer, C. Deformation of microporous carbons during N2 , Ar , and CO2 adsorption: Insight from the density functional theory / C. Balzer, R. Cimino, G.Y. Gor, A.V. Neimark, G. Reichenauer // Langmuir. – 2016. – V. 32. – I. 32. – P. 8265-8274. DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02036.
9. Balzer, C. Adsorption-induced deformation of hierarchically structured mesoporous silica - effect of pore-level anisotropy / C. Balzer, A.M. Waag, S. Gehret, et al. // Langmuir. – 2017. – V.33. – I. 22. – P. 5592-5602. DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b00468.
10. Balzer, C. Mechanical characterization of hierarchical structured porous silica by in-situ dilatometry measurements during gas adsorption / C. Balzer, A. Waag, F. Putz, et al. // Langmuir. – 2019. – V. 35. – I. 8. – P. 2948-2956. DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b03242.
11. Kuchta, B. Phonons in deformable microporous crystalline solids / B. Kuchta, F. Formalik, J. Rogacka, A.V. Neimark, L. Firlej // Zeitschrift fuer Kristallographie. – 2019. – V. 234. – I. 8. – P. 513-527. DOI: 10.1515/zkri-2018-2152.
12. Ludescher, L. In-situ small-angle neutron scattering investigation of adsorption-induced deformation in silica with hierarchical porosity / L. Ludescher, R. Morak, C. Balzer, et al. // Langmuir. – 2019. – V. 35. – I. 35. – P. 11590-11600. DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b01375.
13. Neimark, A.V. Adsorption-induced deformation of microporous solids: a new insight from a century old theory / A.V. Neimark, I. Grenev // Journal of Physical Chemistry C. – 2020. – V. 124. – I. 1. – P. 749-755. DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b10053.
14. Твардовский, А.В. Изменение термодинамических характеристик углеродного адсорбента АР-В при адсорбции н-гексана / А.В. Твардовский, В.В. Набиулин, А.А. Фомкин, Д.С. Зайцев // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2016. – Т. 59. – № 10. – С. 30-35. DOI: 10.6060/tcct.20165910.5358.
15. Men'shchikov, I.E. Measurements of adsorption and thermal deformations of microporous carbon adsorbents / I.E. Men’shchikov, A.V. Shkolin, A.A. Fomkin. Measurement Techniques. – 2018. – V. 60. – № 10. – P. 1051-1057. DOI: 10.1007/s11018- 018-1317-5.
16. Tvardovskiy, A.V. Sorbostriction of AR-V carbon adsorbent in organic vapor adsorption / A.V. Tvardovskiy, V.V. Nabiulin, D.S. Zaytsev, A.A. Fomkin, A.V. Shkolin // Chemical Engineering Transactions. – 2017. – V. 57. – P. 1483-1488. ISBN 978-88-95608-48-8. ISSN 2283-9216.
17. Зайцев, Д.С. Сорбострикция микропористого углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции паров органических веществ из потока газа-носителя азота / Д.С. Зайцев, А.В. Твардовский, А.В. Школин, А.А. Фомкин // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2017. – Т. 60. – № 4. – С. 54-59. DOI: 10.6060/tcct.2017604.5472.
18. Фомкин, А.А. Адсорбционная деформация адсорбентов / А.А. Фомкин, А.В.Школин, А.Л. Пулин, И.Е. Меньщиков, Е.В. Хозина // Коллоидный журнал. – 2018. – Т. 80. – № 5. – С. 610-619. DOI: 10.1134/S0023291218050087.
19. Зайцев, Д.С. Адсорбционная деформация микропористого углеродного адсорбента ФАС при прохождении через него паров воды и ацетона / Д.С. Зайцев, А.В. Твардовский, А.В. Школин, А.А. Фомкин // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2019. – Т. 62. – № 2. – С. 43-47. DOI: 10.6060/ivkkt.20196202.5807.
20. Tvardovskiy, A. Sorptive deformation of porous sorbents / A. Tvardovskiy, A. Fomkin // Chemical Engineering Transactions. – 2019. – V. 73. – P. 211-216. DOI: 10.3303/CET1973036.
21. Кикоин, А.К. Молекулярная физика / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. – 2-изд. перераб. – М.: Наука, 1976. – 478 с.
22. Tvardovskiy, A.V. Sorbent deformation / A.V. Tvardovskiy // In: Interface science and technology. – V. 13; ed. by A. Hubbard. – Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, etc.: Elsevier (Holland), Academic Press (USA), 2006. – 286 p. ISBN: 978-0-444-52151-4. ISSN: 1573-4285.