Макет страницы
ная пористая структура образуется в системах под воздействием химических или физических процессов и сопровождается выделением (или введением новой фазы, обычно жидкой или газообразной) или фазовыми превращениями. К материалам со вторичной пористой структурой относятся твердые пены, активированный уголь, пористые пластмассы и т. п.
Наиболее распространенными твердыми адсорбентами являются высокопористые углеродные материалы — активированные угли. Их получают из древесины, других растительных материалов (соломы, скорлупы орехов, морских водорослей), тканей и крови животных, торфа, ископаемых углей, полимерных смол и пр. Исходные материалы с относительно низким содержанием углерода (например, древесину, скорлупу) вначале подвергают пиролизу, а затем обугленные вещества активируют. Активацию, приводящую к повышению удельной поверхности, осуществляют различными методами. В частности, угли растительного происхождения обрабатывают водяным паром при 750—900 0C В этих условиях происходит частичное окисление углерода, удаляются смолы и другие летучие продукты пиролиза, открываются поры, что увеличивает удельную поверхность в несколько десятков раз. Процесс активации можно проводить, используя неорганические соединения: ZnCl2, K2CO3, NaOH, K2SO4, K2S и др. Например, при получении активированного угля из опилок их пропитывают ZnCl2, затем подвергают нагреванию без доступа воздуха при 550—700 °С, после чего тщательно отмывают от ZnCl2. Особое внимание к удалению всех неорганических примесей в продукте требуется при производстве углей медицинского назначения.
Вторую большую группу составляют силикатные сорбенты. В их число входит силикагель, получаемый высушиванием геля кремниевой кислоты. Его скелет состоит из связанных друг с другом очень мелких шарообразных частиц SiO2. При определенных условиях синтезируют также алюмосиликаты особой каркасной структуры, в решетках кристаллов которых имеются полости. Такие алюмосиликаты называются цеолитами. Поры в цеолитах имеют размеры небольших молекул (около 1 нм).
Высокими адсорбционными свойствами обладают пористые полимерные смолы. Для образования в них пор в процессе синтеза вводят растворители.
Рассмотрим важнейшие характеристики пористых материалов.
