Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 15. 12 april 1947 - Återvinning av lösningsmedel genom adsorption, av Uno Träggårdh
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
5 april 19 Al
347
ningen och torkningen. Av kiselgel finnas sålunda
två olika grupper, de vanliga xerogelen24"26 och
de speciellt högporösa aerogelen27"28.
Genom röntgenografiska20"30 och
elektronmikroskopiska31 undersökningar har man påvisat
kristallinisk struktur hos aktivt kol med en
kristallstorlek motsvarande omkring 200 kolatomer.
Bestämning av den ’ inre" ytan hos porösa
adsorp-tionsmedel har betydelse som kontroll vid
fabrikationen och vid jämförelse mellan olika
adsorben-ser. Man hänför ytan till viktsenheten av ämnet
i fråga. Bestämningsmetoderna äro behäftade med
mycket stor osäkerhet. Tidigare användes
mety-lenblåklorid i vattenlösning som sorbat, varvid
beräknades att 1 mg adsorberat färgämne
representerade en yta av 1 nr, varvid förutsattes att
adsorptionen skedde i ett monomolekylärt skikt32.
Denna bestämningsmetod är emellertid ohållbar,
då adsorptionen av färgämnet är beroende av
många faktorer. Den ger på sin höjd en grov
orientering. Numera förekommer en annan
yt-bestämningsmetod33"34, varvid som sorbat
användes kväve vid en temperatur nära dess kokpunkt
(— 195,8°C vid 1 at ö), varvid man kan räkna
med en monomolekylär adsorption. Genom att
bestämma mängden sorberat kväve vid denna
temperatur hos en bestämd viktsmängd
adsorp-tionsmedel kan man med kännedom om
kväve-inolekylens dimensioner beräkna ytan. På detta
sätt har man funnit att aktiva kol för
återvinningsändamål vanligen ha en "inre" yta av ca
400—600 m2/g och kiselgel en yta av 400—500
m2/g. Man har emellertid laboratoriemässigt
framställt aktivt kol med över 1 200 m2 yta per g
substans. Teoretiskt kan man med vissa förenklade
antaganden beräkna, att ytan av 1 g fria
kolatomer skulle motsvara ca 3 600 m2 35.
Mellan gruppen aktiva kol ocli gruppen aktiva
geler består emellertid en väsentlig skillnad i
egenskaper, som betingas därav, att kolet till sin
natur är övervägande hydrofobt medan gelerna
äro hydrofila. Denna skillnad visar sig i de båda
adsorbensernas förhållande till vattenånga.
Medan kol36 ur fuktig luft upp till 60 % relativ
fuktighet vid rumstemperatur upptar mycket litet
vatten, tar t.ex. kiselgel med begärlighet upp
vatten även vid mycket låga fuktighetshalter. Ett
exempel härpå diskuteras nedan. Kiselgel visar
alltså en utpräglad selektiv adsorption för
vattenånga och för ämnen med hydrofila grupper. Vid
högre temperaturer och högre vattenångtryck
ändras förhållandena och även kolet blir
hydro-filt, vilket ju är förutsättningen för
genomförande av desorptionen med vattenånga vid 100°C.
Kiselgel och andra geler ha därför fått sin största
betydelse som ett utomordentligt bra torkmedel
inom industrin37. Men detta utesluter naturligtvis
ej att kiselgel kan användas för speciella fall inom
återvinningstekniken, och då ofta som förfilter,
ehuru desorptionen då måste ske vid så hög tem-
peratur att vatten ej kondenseras i gelet. Kiselgel
faller nämligen sönder till pulver vid beröring
med flytande vatten.
Adsorptionsmedlens allmänna egenskaper
Det slag av adsorption som inom
återvinningstekniken är aktuellt brukar kallas fysikalisk
adsorption, till skillnad från kemisk adsorption eller
kemisorption, som bl.a. äger rum vid katalytiska
processer. Vid den fysikaliska adsorptionen
kvarhålles adsorbatet i gränsytan mellan fast fas och
gasfas av relativt svaga molekylarkrafter, van der
Waals krafter. Dessa krafter medge molekylerna
en viss rörlighet i gränsytan, vilken rörlighet
genom värmestegring kan ökas så att molekylerna
åter lämna adsorptionsrummet.
Om ett skikt av ett adsorberande material
genomströmmas av en luftström innehållande ånga
av en konstant ingångskoncentration (mätt
antingen i torr eller g/m3) så kommer den mängd
ånga, som upptas av adsorbenset, så småningom
att närma sig ett visst jämviktsvärde om
temperaturen hålles konstant. Ökas
ingångskoncentrationen så ökas även den adsorberade mängden.
Det samband som sålunda erhålles mellan
sorbe-rad mängd och ingångskoncentration vid konstant
temperatur återges av adsorptionsisotermen.
Göres bestämningen däremot vid varierande
temperatur och konstant ingångskoncentration hos
ångan erhålles adsorptionsisobareri, som alltså
anger adsorptionens temperaturfunktion. Om man
slutligen låter både temperatur och
ångkoncen-tration variera men håller den adsorberade
mängden konstant erhålles ångans adsorptionsisoster,
dvs. ångkoncentrationen som funktion av
temperaturen vid konstant adsorption. Isotermerna äro
i allmänhet reversibla, dvs. de sammanfalla om
man går från lägre till högre ångtryck eller
tvärtom. Detta gäller emellertid icke för vattenånga,
.som ger en utpräglad hysteres. Går man från
lägre till högre ångtryck ligger isotermen hela
tiden lägre än om man går motsatta vägen.
Vid låga partialtryck ge alla ångor skenbart en
mer eller mindre utpräglad hysteres, emedan
desorptionen med luft sker mycket långsamt. Ett
återvinningskol som mättats med en ånga
kvarhåller sålunda en rest även om kolet
genomströmmas av mycket stora mängder ångfri luft vid
samma temperatur. Denna egenskap hos kolet
benämnes i amerikansk och engelsk litteratur
"retentivity". Isotermerna ha vanligen en
para-bolisk form. På grund av adsorptionens
komplicerade natur kan ingen allmängiltig formel för
isotermerna uppställas, men Boedecker,
Freundlich, Langmuir, Brunauer och andra ha uppställt
olika empiriska relationer, gällande inom vissa
begränsade koncentrationsområden.
Fig. 2 visar isotermer för några vanliga
lösningsmedel samt för vattenånga med ett
återvinningskol av svenskt fabrikat.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
