Сорбционные свойства композитов на основе терморасширенных графитов

Исследованные образцы (табл. 1) различаются по удельной поверхности (>$БЭТ) и пористости. Известно [7], что некоторые микропоры недоступны для адсорбции молекул N2 при 77 К из-за диффузионных ограничений. Однако молекулы СО2 могут проникать в такие поры при определенных условиях проведения адсорбционного процесса (температура 273—298 К, Р/Р0 < 0,03).

Детальное исследование микропористости образцов терморасширенного графита было проведено по адсорбции СО2 при 273 К (табл. 1). Наиболее развитая микропористая структура наблюдается для образца ТРГ-1, который также имеет наибольшее значение суммарного адсорбционного объема пор (J^ds)-

Высокие значения поверхности микропор (>Smicro), рассчитанные по данным адсорбции СО2 при 273 К, существенно более низких значениях поверхности по БЭТ, рассчитанной из адсорбции азота, указывают на наличие в исследуемых образцах большого количества ультрамикропор (менее 0,6—0,7 нм), недоступных молекуле азота при 77 К из-за диффузионных ограничений. Этот факт описан в [7] и принимается во внимание при сопоставлении результатов адсорбции двух адсорбтивов.

На рис. 1, 2 приведены изотермы адсорбции водорода при 303 и 373 К на исходных образцах терморасширенного графита ТРГ-1 и ТРГ-2 и после нанесения на них палладия. Все изотермы имеют линейный характер, следовательно, в данной области давлений и температур адсорбция водорода протекает в области Генри. Отметим, что изотермы адсорбции

Таблица 1

Текстурные характеристики образцов терморасширенного графита

водорода на образцах ТРГ-1 и ТРГ-2 полностью обратимы во всем исследованном интервале давлений (50—900 торр). С увеличением температуры адсорбции от 303 К до 373 К величина адсорбции водорода на образце ТРГ-1 снижается, что также указывает на равновесный характер адсорбции газа (рис. 1, кривые 7 и 2). Для образцов Pd/ТРГ температура адсорбции 303 К или 373 К мало влияет на количество адсорбированного водорода (рис. 1, 2), что скорее всего связано с более сложным характером адсорбции водорода в этих системах: физическая адсорбция водорода на графите и хемосорбция на палладии. К сожалению, разделить эти формы адсорбции (обратимая-необратимая, слабосвязанная—прочносвязанная) не удалось.

Известно, что адсорбция газов на микро-мезо-пористых образцах при температурах, существенно превышающих критическую (для водорода это 33 К), в первую очередь определяется увеличением плотности адсорбированных слоев во всем доступном для адсор-бата объеме [8]. Наличие в образце большего числа микропор и, прежде всего, ультрамикропор должно увеличивать адсорбцию водорода за счет увеличения адсорбционного потенциала, который сильно зависит не только от природы адсорбата и адсорбента, но и от размера и формы пор. Таким образом, для адсорбентов с большим адсорбционным взаимодействием должна быть выше крутизна изотерм. Предельные величины равновесной адсорбции при высоких давлениях (до 20—30 тыс. атм) будут определяться объемом микро- и даже мезопор.