Хроматографический способ определения изотерм адсорбции газов и паров
269572
ОПИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическими
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 06Л!.1969 (№ 1305121/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет .Опубликовано 17.IV.1970. Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 4Х111.1970
К л. 42t, 4/16
МПК G 01п 31 08
УДК 543.544(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
1 ! !
I г
Автор изобретения
А. М. Трубии
Заявитель
ХРОМАТО ГРАФИЧЕСКИ Й СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ИЗОТЕРМ АДСОРБЦИ И ГАЗОВ И ПАРОВ
Известен метод определения изотерм из хроматографической кривой в обычных температурных условиях (метод Глюкауфа). Однако этот метод требует многократных опытов для калибровки. Кроме того, метод Глюкауфа связан с допущением в мгновенном установлении равновесия, т. е. не учитывается диффузионное размывание и размывание, связанное с задержкой массообмена между подвижной и неподвижной фазами.
Предлагаемый способ позволяет упростить процесс определения изотерм адсорбции.
Способ заключается в том, что в поток газаносителя, промывающего хроматографическую колонку и детектор, вводят адсорбат, концентрацию которого непрерывно изменяют. В качестве устройства, изменяющего концентрацию, может быть использован разбавитель (сосуд с магнитной мешалкой). Если в такой сосуд, промываемый газом-носителем, ввести пробу другого газа, то концентрация последнего в потоке, выходящем из сосуда, будет убывать по экспоненциальному закону при условии достаточно эффективного перемешивания и отсутствия адсорбции стенками сосуда.
Предлагаемый способ может осуществляться в двух вариантах.
На фиг. 1 изображена схема 1 варианта предлагаемого способа; на фиг. 2 — схема II варианта; на фиг. 3 — схема установки для реализации предлагаемого способа; на фпг. 4— хроматографические кривые; на фиг. 5 — зависимость объема удерживания от концентрации; на фиг. 6 — изотерма адсорбции.
5 В а р и а н т 1. Пробу адсорбата вводят сначала в разбавитель 1, соединенньш последовательно с детектором 2 и хроматографической колонкой 8 (фиг. 1,а). Ilo окончании записи кривой разбавления вновь вводят пробу
1о адсорбата той же величины в разбавитель 1, соединенный последовательно с колонкой 3 и детектором 2 (фиг. 1,б). По окончании опыта (после установления нулевой линии самописца) полученные кривые накладывают друг на
15 друга, причем за точку сопряжения принимают момент введения пробы, Из графика наложения получают зависимость удерживаемого объема от концентрации. Расчет изотермы адсорбции производят путем графического интегрирования зависимости удерживаемого объема от концентрации.
В а р и а н т II. Пробу адсорбата вводят в разбавитель 1, последовательно соединенный со сравнительной камерой дифференциально25 го детектора 2, колонкой 8 и измерительной камерой детектора 4 (фиг. 2). В этом случае наложение входной и выходной хромотографических кривых происходит автоматически, так как отклонение пера самописца от нулеЗО вой линии соответствует разности концентра269572 аррА> рройг
Фиг.1 7рЫ
Фиг. 2 ции в камерах детектора в данный момент времени. Изотерму адсорбции определяюг как зависимость площади под хроматографической кривой, выраженной в соответствующем масштабе, от концентрации.
Преимущества предлагаемого способа заключаются в быстроте определения изотермы (требуется лишь один хроматографическич опыт); высокой воспроизводимости результатов вследствие" малой продолжительности испытания, простоте осуществления и аппаратурного оформления, небольшой потребности в исследуемом веществе, автоматической калибровке прибора по всему диапазону используемой концентрации адсорбата, приближении условий работы колонки к равновесным вследствие плавного изменения концентрации.
Предлагаемый способ может осуществляться путем непрерывного изменения концентрации адсорбата в потоке не только по экспоненциальному закону, но и по какому-либо другому, например линейному, если будуг созданы соответствующие устройства.
Пример. Определение изотермы адсорбции н-бутана на силикагеле КСК-2.
Газ-носитель (водород) из баллона 5 (фиг. 3) непрерывно пропускают через редуктор б и осушитель 7, после которого газ делится на два потока. Один из этих потоков проходит последовательно через игольчатый вентиль В, разбавитель 1 объемом 100 мл, шестиходовой кран 9, находящийся в положении, показанном сплошнымп линиями, колонку 10 с силикагелем (фракция 0,2 — 0,5 лл ), помещенную в сосуд Дьюара 11 с тающим льдом, и рабочую камеру 12 детектора по теплопроводности.
Другой поток проходит через игольчатый вентиль 18 и сравнительную камеру 14 детектора. Объемная скорость газа в каждом пз потоков составляет 40 лл/лин. Масса силика5 геля в колонке 0,3657 г, атмосферное давление
764 м я, скорость диаграммы самописца
200 ильаман. По установлении стационарного режима работы установки (нулевой линии самописца) в сосуд с мешалкой импульсно
10 вводят пробу н-бутана (20 лл). По окончании записи выходной кривой кран 9 переключают в положение, показанное пунктиром, и вновь задают пробу н-бутана той же величины. Полученные хроматографические кривые накла15 дывают друг на друга, причем за точку сопряжения принимается точка на нулевой линии, соответствующая моменту введения пробы.
Из графика наложения (фиг. 4) получают зависимость объема удерживания от концентра20 ции (фиг. 5). Изотерму адсорбции (фиг. 6) получают путем графического интегрирования зависимости удерживаемого объема от концентрации.
Предмет изобр етения
Хроматографический способ определения изотерм адсорбции газов и паров путем введения пробы адсорбата в поток газа-носителя, непрерывно пропускаемого через колонку
30 с адсорбентом в детектор, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения, концентрацию вводимого адсорбата непрерывно изменяют, а определение изотермы адсорбции проводят по изменению выходной кривой
35 разбавления пробы до и после прохождения колонки с адсорбентом.
269572
Время, мол т-ог 6
Редактор Громова
Заказ 2141/15 Тираж 480 Подписное
1I1-114ИПИ Комитета по делам изобретений п открытий при Совеге Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2. 00
1 60
"ф 0 1
< Зо
w Z0, 10
Ъ ф ъ 3 ф
Я ф
Ъ ъ
0,02 000 0,00 000 010 0/2 014 0/0 нонцентроцоя, 00ьемнол доля
002 000 00b 008 0/0 0 12 0 N 0 16
tr0uueumpc qua, 00ъемная Юля
Pua b
Составитель Л. Жаркова
Техред А. А. Камышникова Корректор Н. А. Митрохина
