АДСОРБЕНТИ

АДСОРБЕНТИ (лат. аd — до, на, при + sorbere — поглинати) — тверді тіла чи рідини, на поверхні яких відбувається адсорбція. Тверді адсорбенти — штучні або природні матеріали з розвинутою поверхнею, які поглинають (адсорбують) речовини з газів або розчинів, що контактують з ними. Основними вимогами до адсорбентів є велика адсорбційна ємність, хімічна і термічна стійкість, здатність до регенерування (таблиця). Одними з найважливіших характеристик твердих адсорбентів є величина питомої поверхні Sпит (см2/г або м2/г) і пористість частинок ω (см3/г або м3/г), від яких залежить їх адсорбційна здатність. Поняття пористості має різні значення залежно від його застосування до окремих частинок (зерен) адсорбенту або структури, утвореної цими частинками. М.М. Дубінін запропонував класифікацію адсорбентів за пористістю — супермікропористі, мікропористі, мезопористі й макропористі, в основу якої було покладено величину еквівалентного радіуса r (подвоєне відношення перерізу пори до її периметра). Непористі частинки навіть при їх щільній упаковці можуть утворювати пористу структуру — порошкову мембрану, порами якої є проміжки між зернами. Залежно від розміру частинок ці структури можуть бути макро-, мезо- або мікропористими.

Таблиця. Основні типи адсорбентів та їх характеристики

Тип частинок адсорбентів Питома поверхня Sпит2 Діаметр пор, м Еквівалентний радіус r, м Дисперсна система, структура Окремі представники
Непористі 1–500 Грубодисперсна система (макропориста структура) Оксиди і солі деяких металів (TiO2, BaSO4); порошкові системи (мембрани, таблетки)
Високодисперсна система (мікропориста структура) Графітована сажа, біла сажа, аеросил
Пористі (супермікропористі, мікропористі, мезопористі, макропористі) 5·102–4·105 (1,2–4)⋅10–9 (0,6–200)⋅10–9 Корпускулярна структура Силікагель SiO2, алюмогель Al2O3
Губчата структура Активоване вугілля, пористе скло
Кристалічна структура Цеоліти

До грубодисперсних систем з непористими частинками належать системи, утворені із зерен оксидів і солей деяких металів (напр. TiO2, BaSO4 тощо), і порошкові системи (мембрани, таблетки), одержані із зерен цих речовин шляхом пресування або щільного заповнення ними трубок, колонок тощо. Найважливішими представниками високодисперсних систем з непористими частинками є чорна сажа (одержують шляхом неповного згоряння органічних сполук), графітована сажа, що частково перетворилась на графіт внаслідок термічної обробки, біла сажа (високодисперсний SiO2) і аеросил (порошок, що утворюється при осіданні диму SiO2 зі сферичними частинками розміром ~10 нм).

Адсорбенти застосовують як носії в каталізі, у хроматографічному аналізі, як наповнювачі для полімерних матеріалів та для очищення різних речовин, у т.ч. БАР і лікарських, для очищення і знесолювання води тощо. Індиферентні нерозчинні адсорбенти з високою адсорбційною здатністю (активоване вугілля, крохмаль, тальк, біла глина, лікоподій, алюмогель, силікагель) широко використовують у технології виготовлення ЛП та у медицині (карболен, таблетки вугілля активованого «КМ», альмагель, альмагель А, сорбогель та ін.).

Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М., 1984; Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. — СПб, 1995.