Пористі тіла відносяться до типу Г / Т. Це тверді гелі, структуру яких можна представити як сітку або каркас. З адсорбтивом взаємодіють за рахунок сил хемосорбції, ван дер Ваальсових сил і капілярних явищ. Пористі адсорбенти мають велику площу поверхні і є більш ефективними, ніж непористі тіла Синтезують їх двома методами: коагулюють гелі і потім їх спекают; або обробляють природні великопористі матеріали агресивними газами або рідинами для звільнення пір, при цьому виходить губчаста структура.
Пористі тіла характеризують пористістю П. Це частка пустот в тілі, виражена в%:
де a∞ - гранична адсорбція в монослое при даному тиску;
V'- молярний об'єм;
dи - щільність матеріалу, з якого складається тіло;
dk - щільність пористого тіла.
М.М. Дубінін запропонував таку класифікацію пористих тіл:
а) макропористі тіла: діаметр пір 100-200 нм, Sуд - 0.5-2 м 2 / г. На них йде в основному мономолекулярна адсорбція;
б) переходнопорістие (капілярно-пористі) тіла: діаметр пір 1,5 - 100 нм, Sуд = 200 - 500 м 2 / г. Для них характерна полімолекулярнимі адсорбція парів і газів, яка при підвищенні тиску переходить в капілярну конденсацію. До них відносяться силикагели, алюмогели;
в) мікропористі тіла: діаметр пір - 0,5-1,5 нм, Sуд = 500-1000 м 2 / г.
Загальна характеристика пористих і непористих адсорбентів
Непористі адсорбенти з низькою дисперсністю, такі як BaSO4. отримують хімічними реакціями або дробленням твердих тіл. Вони мають невелику питому поверхню Sуд = 1 10 м 2 / г. Високодисперсні непористі адсорбенти отримують при неповному згорянні органічних сполук або в результаті гідролізу. До них відносяться: чорні сажі; білі сажі, отримані при згорянні кремнійорганічних з'єднань; аеросили (продукти гідролізу галогенідів кремнію SiCl4. SiF4 парами води). Питома поверхня таких адсорбентів Sуд = 100- 200 м 2 / г.
Високодисперсні пористі адсорбенти використовують в якості поглиначів, носіїв каталізаторів, осушувачів у вигляді гранул або таблеток. До них відносяться: деревне вугілля з деревини твердих порід, абрикосових кісточок, шкаралупи кокосових горіхів і т.п .; тваринний кістковий вугілля; силікагель; природні силікати; алюмогели; алюмосілікагелі.
Вугілля активують при температурі 750 - 950 ° С в атмосфері водяної пари або вуглекислого газу. При цьому випалюють органічні сполуки і смоли. В результаті збільшується питома поверхня адсорбенту Sуд = 300 - 1000 м 2 / г. діаметр мікропор 30 - 90 Ǻ. Використовують для рекуперації розчинників, в протигазах, для знешкодження SO2 і т.д.Угді - електронейтральні адсорбенти перехідно-пористого типу.
Силікагель - гідратованих двоокис кремніяSiO2 * nH2 O, в кристалах якого є групи Si-OH. Отримують при взаємодії силікату натрію з 5 -10% розчином соляної кислоти при сильному перемішуванні. Отримують дуже пористий матеріал, промивають водою і подрібнюють. Сушать при 500 о С. Отримують матеріал з питомою поверхнею Sуд = 400 -500 м 2 / г і діаметром пір більшим, ніж у активованого вугілля. Використовують для осушення газів і рідин, тому що силікагель має здатність вибірково поглинати пари води. Погано адсорбує при низькому тиску. Це адсорбенти анионного типу. На них добре адсорбуються вуглеводні з подвійними і потрійними зв'язками, як менш леткі. Різниця в адсорбційної здатності так велика, що на силікагелі можна проводити поділ вуглеводнів з різним ступенем ненасиченості.
Цеолітами називаються природні і штучні алюмосі-Ликата, що володіють надзвичайно тонкопорістой структурою. Вони являють собою водні алюмосилікати натрію, кальцію та інших металів, т. Е. Це солі алюмокремнієвим кислот: напри-заходів, цеоліт під індексом 13X-Na86 [(A1O2) 86 (SiO2) 106] 267Н2 O. Всі цеоліти мають кристалічну будову з чітко виражений-ний структурою. Їх загальна властивість - наявність дрібних поло-стей, сполучених між собою через "вікна" (пори). Число порожнин в кристалі цеоліту дуже велике. Їх загальний обсяг мо-же досягати половини всього обсягу кристала. Саме благо-даруючи цьому зневоднені цеоліти є прекрасними адсор-Бенту. Але на відміну від інших адсорбентів (активоване вугілля, силікагель, оксид алюмінію і ін.) Розмір пір у цеоліт-тов дуже малий і все пори мають однаковий діаметр. Для раз-них типів синтетичних цеолітів розмір пoр коливається від 0,3 до 1,3 ім. Отже, пори цеоліту мають молекулярні розміри, завдяки чому цеоліти мають як би просіваю-ські властивостями, т. Е. Можуть пропускати в порожнині кристала і адсорбувати молекули тільки певного розміру, що не перевищують розміри пір даного цеоліту. Тому цеоліти отримали назву молекулярних сит. Синтетичні цеоліти випускаються трьох видів A, X і Y. Цеоліти типу А мають пори 0,3 - 0,5 нм і застосовуються для осушення і очищення вуглеводневих газів від вуглекислого газу і сірководню, а також для адсорбції і відділення нормальних алканів з їх суміші з вуглеводнями інших класів. Цеоліт типу Х мають розмір пір 0,8 - 1,3 нм, типу Y - 0,8 - 0,9 нм. Їх застосовують у виробництві каталізаторів.