1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физикохимия поверхности и защита материалов
  4. T. 59, № 4, 2023

Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, T. 59, № 4, стр. 343-352

Адсорбционная деформация в многокомпонентных пористых системах

Ю. К. Товбин *

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский пр-т, 31, Россия

* E-mail: tovbinyk@mail.ru

Поступила в редакцию 01.02.2023
После доработки 08.05.2023
Принята к публикации 12.05.2023

Аннотация

Обсуждается обобщение процедуры расчета локальных механических модулей многокомпонентных пористых материалов в процессе адсорбционной деформации смесью адсорбированных молекул. Пористая система моделируется двухуровневой структурной моделью, состоящей из связанных между собой системы глобул/зерен и системы пор, внутри которых происходит адсорбция. Адсорбат одновременно влияет на внешнюю и внутреннюю поверхность адсорбента, меняя объем образца с фиксированным количеством адсорбента. На основе двухуровневых структурных моделей деформируемых пористых тел в рамках модели решеточного газа сформулированы уравнения, обеспечивающие самосогласованное описание изменения их объема и парциальных изотерм адсорбции как функции внешнего давления адсорбата при фиксированной температуре. Для простоты изложения схемы расчета принята соизмеримость размеров атомов твердого тела и компонентов мобильной фазы адсорбата. Молекулярный уровень отражает собственный объем молекул и их латеральное взаимодействие в квазимическом приближении. Надмолекулярный уровень модели представлен в виде зерна пористого материала с заданной функцией распределения связанных между собой пор разного типа и размера. На примере модуля сжатия рассмотрена методика расчета средних локальных механических модулей, характеризующих механические свойства твердых тел.

Ключевые слова: термодинамика твердого тела, механические модули, адсорбция, микроскопическая теория, смеси, модель решеточного газа, неинертные адсорбенты, деформация твердого тела

Список литературы

  1. Хилл Т. // Катализ, вопросы теории и методы исследования: Пер. с анг. М.: Изд-во ин. лит. 1955. С. 276.

  2. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2017. Т. 91. № 9. С. 1453.

  3. Gor G.Yu., Neimark A.V. // Langmuir. 2011. V. 27. P. 6926.

  4. Gor G.Yu., Huber P., Bernstein N. // Applied Physics Reviews. 2017. V. 4. P. 011303.

  5. Shkolin A.V., Men’shchikov I.E., Khozina E.V., Yakovlev V.Yu., Simonov V.N., Fomkin A.A. // J. Chem. Eng. Data. https://doi.org/10.1021/acs.jced.1c00904

  6. Neimark A.V., Grenev I. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. P. 749.

  7. Shkolin A.V., Men’shchikov I.E., Khozina E.V., Yakovlev V.Yu., Fomkin A.A. // Adsorption. https://doi.org/10.1007/s10450-022-00370-y

  8. Товбин Ю.К. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2021. Т. 57. № 1. С. 3.

  9. Товбин Ю.К. // Изв. АН. Сер. химич. 2003. № 4. С. 827.

  10. Товбин Ю.К. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах. М.: Физматлит, 2012. 624 с.

  11. Хилл Т. Статистическая механика. М.: Изд-во иностр. лит., 1960.

  12. Товбин Ю.К., Теория физико-химических процессов на границе газ–твердое тело. М.: Наука, 1990. 288 с.

  13. Черемской П.Г. Поры в твердом теле. М.: Энергоатомиздат, 1990. 376 с.

  14. Borowkow M., Zagorski R. // J. Chem. Phys. 2001. V. 114. P. 5397.

  15. Forni D., Molinari D., Rossetti I., Pernocine N. // Appl. Catalysis A: General. 1999. V. 185. P. 269.

  16. Kowalczyk Z., Jodzis S., Sentek J. // Appl. Catalysis A: General. 1996. V. 138. P. 83.

  17. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2021. Т. 95. № 9. С. 1304.

  18. Гиршфельдер Дж., Кертис Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 929 с.

  19. Мелвин-Хьюз Е.А. Физическая химия, М.: Изд-во иностр. лит., 1962. Кн. 1. и 2. 1148 с.

  20. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2015. Т. 89. № 11 С. 1704.

  21. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2013. Т. 87. № 7. С. 1097.

  22. Товбин Ю.К., Рабинович А.Б. // ЖФХ. 2014. Т. 88. № 2. С. 201.

  23. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.7.Теория упругости. М.: Наука, 1987. 246 с.

  24. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2014. Т. 88. № 6. С. 1032.

  25. Товбин Ю. К. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 7. С. 1059.

  26. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 8. С. 1135.

  27. Товбин Ю.К., Сенявин М.М., Жидкова Л.К. // ЖФХ. 1999. Т. 73. № 2. С. 304.

  28. Товбин Ю.К. // Химич. физика. 2002. Т. 21. № 1. С. 83.

  29. Марадудин А. Дефекты и колебательный спектр кристаллов. М.: Мир. 1968. 432 с.

  30. Дин П. // Вычислительные методы в теории твердого тела. М.: Мир, 1975. С. 209.

  31. Товбин Ю.К., Титов С.В., Комаров В.Н. // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 2. С. 342.

  32. Лейбфрид Г. Микроскопическая теория механических и тепловых свойств кристаллов. М.; Л.: ГИФМЛ, 1963. 313 с.

  33. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2015. Т. 89. № 10. С. 1666.

  34. Киселев А.В., Пошкус Д.П., Яшин Я.И. Молекулярные основы адсорбционной хроматографии. М.: Химия, 1986. 269 с.

  35. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М.: Высшая школа, 1986. 360 с.

  36. Авгуль Н.Н., Киселев А.В., Пошкус Д.П. Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М.: Химия, 1975. 284 с.

  37. Steele W. The Interaction of Gases with Solid Surfaces. Oxford etc.: Pergamon Press, 1974. 349 p.

  38. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2014. Т. 88. № 11. С. 1788.

  39. Товбин Ю.К. Малые системы и основы термодинамики. М.: Физматлит, 2018. 404 с.

  40. Guggenheim E.A. Mixture. Oxford: Univer. Press, 1952. 271 p.

  41. Смирнова Н.А. Молекулярные теории растворов. Л.: Химия, 1987. 335 с.

  42. Товбин Ю.К. // ЖФХ. 2012. Т. 86. № 4. С. 788.

  43. Tovbin Yu.K. // Progress in Surface Science. 1990. V.34. № 1–4. P. 1–235.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Физикохимия поверхности и защита материалов

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал