способ определения поглотительной способности сорбентов

Формула изобретения

Способ определения поглотительной способности сорбентов на основе глины по отношению к парам воды, включающий погружение мелкодисперсного сорбента в раствор, перемешивание, выдержку его до достижения равновесия в растворе, отличающийся тем, что берут раствор с заданными значениями pH и после достижения равновесия в растворе измеряют соответствующие измененные значения pH раствора, строят график зависимости pH от pH, в месте пересечения графика с осью абсцисс определяют pH изоэлектрического состояния и при значении pH изоэлектрического состояния меньше 6 делают вывод об удовлетворительной поглотительной способности сорбента по отношению к парам воды, при этом поглотительная способность тем выше, чем ниже значения pH изоэлектрического состояния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области исследования сорбционных свойств сорбентов на базе природного сырья и может быть использовано на основе сорбента, очищающего нефтепродукты от паров воды.

Известен способ определения поглотительной способности природных сорбентов (глин) по их химическому составу, согласно которому о поглотительной способности сорбента судят по отношению SiO₂:Al₂O₃, содержащихся в глине. Чем выше это отношение, тем больше ее поглотительная способность.

Однако данный способ ненадежен, т.к. указанная закономерность не всегда соблюдается. Так, указанный критерий оценки поглотительной способности сорбентов дал положительный результат для Зикеевской и Балашихской глин, но оказался неэффективным для глин Омского и других месторождений Западной Сибири. К тому же определение химического состава глин операция весьма трудоемкая.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ определения физико-химических и адсорбционных свойств природных сорбентов, включающий погружение мелкодисперсного сорбента в воду, перемешивание, выдержку до установления равновесия в растворе и определение величины адсорбции паров воды по изменению ее количества за период от погружения сорбента до установления равновесия в растворе.

Однако данный способ также трудоемок и длителен.

Задачей изобретения является упрощение способа и сокращение времени определения поглотительной способности сорбентов по отношению к парам воды.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе определения поглотительной способности сорбентов по отношению к парам воды, включающем погружение мелкодисперсного сорбента в раствор, перемешивание, выдержку его до достижения равновесия в растворе, раствор берут с заранее заданными значениями pH и после достижения равновесия в растворе измеряют соответствующие измененные значения pH раствора, строят график зависимости pH от pH, определяют по нему pH изоэлектрического состояния поверхности и при значении pH изоэлектрического состояния меньше шести делают вывод об удовлетворительной поглотительной способности сорбента по отношению к парам воды.

При решении задачи определения из партии (группы) сорбентов того сорбента, который обладает наилучшей поглотительной способностью по отношению к парам воды, выбирают сорбент с наименьшим значением pH изоэлектрического состояния раствора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведен график зависимости DpH от pH начального раствора.

Экспериментально была доказана зависимость между кислотностью поверхности сорбента и его поглотительной способностью по отношению к парам воды. Эксперимент состоял в следующем. Для исследований производили забор глин Омского месторождения с разных глубин от 8 до 15,2 м.

Пробы глин сушили до 6 7 влажности, дробили и просеивали. Для опытов брали тонкодисперсную фракцию глин с диаметром зерна 0,2 0,3 мм. По 1 г глины помещали в каждую из 9 колбочек и заливали раствором 0,1 н. хлорида щелочного металла с определенными значениями pH объемом 50 мл. Растворы готовили специально со значениями pH от 1 до 10 путем добавления неорганической кислоты и щелочи. Образцы глин встряхивали на механической мешалке и выдерживали в растворе в течение 3 4-х ч для установления адсорбционного равновесия и измеряли значения pH на приборе pH-340. Из полученных данных для каждой пробы строили график зависимости DpH от pH начального раствора и определяли pH-изоэлектрического состояния как точку пересечения построенной кривой с осью абсцисс.

В табл. 1 приведены результаты измерений pH конечного раствора для пробы, взятой с глубины 8 8,2 м.

Аналогичным образом испытывали пробы N2 8, взятые с глубины от 9 до 15,2 м.

Одновременно на этих же сорбентах определяли величину адсорбции паров воды объемным методом в статической вакуумной установке.

Результаты измерений сведены в табл. 2.

В результате экспериментов выявлено, что между величиной адсорбции и pH-изоэлектрического состояния поверхности существует определенная зависимость: чем выше кислотность поверхности сорбента, тем больше его поглотительная способность (а кислотность поверхности тем выше, чем меньше pH изоэлектрического состояния).

Пример осуществления способа.

Для оценки поглотительной способности двух исследуемых сорбентов по отношению к парам воды определяли pH изоэлектрического состояния методом гидролитической адсорбции из 0,1н. раствора NaCl c добавками определенных количеств 0,1 н. HCl и 0,1 н. КОН до достижения первоначальных значений pH растворов от 1 до 12. Навески исследуемых образцов (0,5 г) вместе с приготовленными растворами помещали в адсорбционные колбы с притертыми пробками и встряхивали на механической мешалке в течение 2-х ч для установления адсорбционного равновесия. Затем с помощью pH-метра измеряли pH раствора, взятого над осадками после отстаивания. По результатам измерений строили зависимость DpH от pH начального раствора (фиг. 1).

Водородному показателю изоэлектрического состояния отвечает точка пересечения полученных кривых с осью абсцисс.

В данном случае pH изоэлектрического состояния исследуемого сорбента 1 оказался равным 5,5, а сорбента 2 8,9, что позволяет сделать вывод об удовлетворительной поглотительной способности по отношению к парам воды первого сорбента и неудовлетворительной второго.