Внутренние давления адсорбата в мезопорах разной геометрии и вопросы анализа механизмов его течения
- Authors: Зайцева E.S.1, Товбин Ю.К.1
-
Affiliations:
- Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН
- Issue: Vol 60, No 1 (2024)
- Pages: 3-13
- Section: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-1856/article/view/260909
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185624010017
- EDN: https://elibrary.ru/OPLOVG
- ID: 260909
Cite item
Abstract
Проведен анализ молекулярных однофазных распределений внутри щелевидной и цилиндрических пор с однородными стенками в широком диапазоне давлений и температур, когда в них находятся жидкость или пар. Стенки пор считаются недеформируемыми, они формируют внешнее поле для флюида. Состояние фаз “жидкость в поре” и “пар в поре” удовлетворяет равенству химического потенциала с химпотенциалом объемной фазы. Расчет распределений молекул проведен в рамках модели решеточного газа (МРГ) с простейшим парным потенциалом взаимодействия ближайших соседей. Распределение плотности молекул в неоднородном поле стенок пор связано с локальными распределениями двух видов давлений: изотермического, связанного с химпотенциалом системы, и внутреннего механического давления (или давление расширения в терминах МРГ). Разность каждого из двух видов давлений с соответствующим давлением в объемной фазе определяет расклинивающее давление, которое активно используется при термодинамической интерпретации характеристик тонких прослоек в зависимости от их ширины. Получено, что оба вида расклинивающих давлений в щелевидных и цилиндрических порах пропорциональны друг другу. Коэффициент пропорциональности зависит от параметра потенциала взаимодействия адсорбент – адсорбат и его протяженности, геометрии поры, температуры, а также зависит от ширины цилиндрических пор, но не зависит от ширины щелевидных пор. Размерные производные двух видов расклинивающего давления от ширины поры, через которые выражаются потоки адсорбата, также связаны между собой теми же коэффициентами пропорциональности.
Full Text
About the authors
E. S. Зайцева
Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН
Author for correspondence.
Email: tovbinyk@mail.ru
Russian Federation, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991
Ю. К. Товбин
Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН
Email: tovbinyk@mail.ru
Russian Federation, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991
References
- Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М.: ГИТТЛ, 1954.
- Carman P.C. Flow of gases through porous media. London: Butterworths, 1956.
- Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 252 с.
- Рачинский В.В. Введение в общую теорию динамики адсорбции и хроматографии. М.: Наука, 1964. 134 с.
- Чизмаджев Ю.А. и др. Макрокинетика процессов в пористых средах. М.: Наука, 1971. 364 с.
- Саттерфильд Ч.Н. Массопередача в гетерогенном катализе. М.: Химия, 1976. 240 с.
- Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.
- Хейфец Л.И., Неймарк А.В. Многофазные процессы в пористых телах. М.: Химия, 1982. 320 с.
- Ruthven D.M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. N.Y.: J. Willey & Sons, 1984.
- Мэйсон Э., Малинаускас А. Перенос в пористых средах: модель запыленного газа. М.: Мир, 1986. 200 с.
- Черемской П.Г., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле. М.: Энергоатомиздат, 1990. 376 с.
- Товбин Ю.К. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах. М.: Физматлит, 2012. 624 с.
- Дубинин М.М. // ЖФХ. 1965. Т. 39. С. 1305.
- Плаченов Т.Г., Колосенцев С.Д. Порометрия. Л.: Химия, 1988. 176 с.
- Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979.
- Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз. М.: Мир, 1984. 270 с.
- Дерягин В.Б., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985. 400 с.
- Зайцева Е.С., Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2020. Т. 94. № 9. С. 1317.
- Товбин Ю.К., Зайцева Е.С. // ЖФХ. 2020. Т. 94. № 12. С. 1889.
- Зайцева Е.С., Товбин Ю.К. // Физикохимия поверх- ности и защита материалов. 2022. Т. 58. № 2. С. 144.
- Food E.A. // The structure and properties of porous materials. London. 1958. P. 151.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 733 с.
- Слезкин Н.А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости. М.: Гостехиздат, 1955. 520 с.
- Берд Р., Стюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. М.: Химия, 1974. 687 с.
- Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. 232 с.
- де Гроот С., Мазур П. Неравновесная термодинамика. М.: Мир, 1964. 456 с.
- Маннинг Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах. М.: Мир, 1971. 278 с.
- Товбин Ю.К. Малые системы и основы термодинамики. М.: Физматлит, 2018. 408 с.
- Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Т. 1: Теория равновесных систем: Термодинамика. М.: Едиториал УРСС, 2002. 238 с.