SIMULATION OF ADSORBOSTRICTION IN MICROPOROUS ADSORBENTS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this work, models of elastic adsorption deformation of microporous adsorbents with different micropore geometries are proposed, which make it possible to relate changes in the relative linear dimensions of macroobjects (adsorbents) and micropores. Model No. 1 is a model of elastic adsorption deformation of microporous adsorbents upon interaction with gases. Model No. 2 corresponds to the model when the micropores are plane-parallel slots of limited size. Obviously, the proposed equations can be used in constructing the general thermodynamics of adsorption processes and adsorption theory, as well as in calculating the thermodynamic functions of adsorbents. In particular, changes in the internal energy, enthalpy, and entropy of the adsorbent during its deformation can be calculated. Thus, it will be possible to reveal the contribution of the non-inert adsorbent to the measured heats of adsorption. The developed approach contributes to the development of the thermodynamics of adsorption processes and the construction of a general theory of adsorption, taking into account the contribution of the adsorbent.

About the authors

Andrey V. Tvardovskiy

Tver State Technical University

Email: tvardovskiy@tstu.tver.RUS
Tver, Russia

References

  1. Tvardovskiy, A.V. Deformation of porous adsorbents at adsorption / A.V. Tvardovskiy, A.A. Fomkin // Chemical Engineering Transactions. - 2021. - V. 86. - P. 1285-1290. doi: 10.3303/CET2186215.
  2. 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.
  3. Школин, А.В. Деформация адсорбента АУК и структура адсорбата при адсорбции н-октана / А.В. Школин, А.А. Фомкин, И.Е. Меньщиков, А.Л. Пулин, В.Ю. Яковлев // Коллоидный журнал. - 2019. - Т. 81. - № 5. - С. 667-675. doi: 10.1134/S0023291219050112.
  4. Школин, А.В. Адсорбционная и термическая деформация микропористого углеродного адсорбента при адсорбции н-октана / А.В. Школин, А.А. Фомкин, И.Е. Меньщиков, А.Л. Пулин, В.Ю. Яковлев // Коллоидный журнал. - 2019. - Т. 81. - № 6. - С. 795-802. doi: 10.1134/S0023291219060181.
  5. Tvardovskiy, A.V. Sorptive deformation of porous sorbents / A.V. Tvardovskiy, A.A. Fomkin // Chemical Engineering Transactions. - 2019. - V. 73. - P. 211-216. doi: 10.3303/CET1973036.
  6. Фомкин, А.А. Адсорбционная деформация адсорбентов / А.А. Фомкин, А.В. Школин, А.Л. Пулин и др. // Коллоидный журнал. - 2018. - Т. 80. - № 5. - С. 610-619. doi: 10.1134/S0023291218050087.
  7. Henry, D.C. LX. A kinetic theory of adsorption / D.C. Henry // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. Series 6. - 1922. - V. 44. - I. 262. - P. 689-705. doi: 10.1080/14786441108634035.
  8. Langmuir, I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum // I. Langmuir // Journal of the American Chemical Society. - 1918. - V. 40. - I. 9. - P. 1361-1403. doi: 10.1021/ja02242a004.
  9. Brunauer, S. Adsorption of gases in multimolecular layers / S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller // Journal of the American Chemical Society. - 1938. - V. 60. - I. 2. - P. 309-319. doi: 10.1021/ja01269a023.
  10. Фомкин, А.А. Адсорбционная деформация системы "микропористый углеродный адсорбент-бензол" и пористая структура адсорбентов / А.А. Фомкин, Н.И. Регент, В.А. Синицын // Известия РАН. Серия химическая. - 2000. - № 6.- С. 1018-1022.
  11. Фомкин, А.А. Описание деформации цеолита NaX при адсорбции ксенона / А.А. Фомкин, А.Л. Пулин // Известия РАН. Серия химическая. - 1999. - № 10. - С. 1887-1889.
  12. Vrentas, J.S. Volumetric behavior of glassy polymer-penetrant systems /J.S. Vrentas // Macromolecules.- 1989. - V. 22. - I. 5. - P. 2264-2266. doi: 10.1021/ma00195a046.
  13. Wissinger, R.G. Molecular thermodynamic model for sorption and swelling in glassy polymer-CO2 systems at elevated pressures / R.G. Wissinger, M.E. Paulaitis // Industrial and Engineering Chemistry Research.- 1991. - V. 30. - I. 5. - P. 842-851. doi: 10.1021/ie00053a006.
  14. Карнаухов, А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов / А.П. Карнаухов.- Новосибирск: Наука, 1999. - 470 с.
  15. Твардовский, А. В. Общий феноменологический подход для описания адсорбционных и абсорбционных равновесий / А. В. Твардовский // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - № 14. - С. 321-330. - doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.321. - EDN PTATUC.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).