Նման բնութագրերը կարելի է գնահատել մի քանի կերպ՝ դեզորբցիոն իզոթերմներից: Brockhoff-ը և Lineen-ը ներկայացնում են այս խնդրի բավականին մանրամասն ակնարկ: Ի հավելումն ադսորբցիոն իզոթերմների ճշգրիտ չափման աշխատատար տեխնիկայի, մեթոդների մեծ մասը ներառում է առանձին հաշվարկների իրականացում տվյալ իզոթերմի մեծ թվով ինտերվալների համար: Այնուամենայնիվ, ձեռք բերված արդյունքների չափման և թողարկման զգալիորեն բարելավված մեթոդով, ստացված տվյալները մշակելու և համակարգչում ծակոտիների չափերը հաշվարկելու ունակությամբ, նման աշխատանքը մեծապես պարզեցված է,

Ներկայումս կան երկու տեսակի առևտրային գործիքներ այս տեսակի չափումներ կատարելու համար: Մեկը օգտագործում է վակուումային համակարգ, ինչպես սկզբնական մեթոդը

BET (Micromeritics գործիք), իսկ մյուսում՝ գազի հոսքի համակարգ (Quantachrome գործիք)։ 10-15 հավասարակշռության կետերով իզոթերմը կարող է չափվել մի քանի ժամվա ընթացքում, և մակերեսի հատուկ արժեքները և ծակոտիների չափերի բաշխումը կարելի է բավականին արագ ստանալ:

Անցած դարի ընթացքում մշակվել են տարբեր մաթեմատիկական մոտարկումներ՝ ծակոտիների չափերի բաշխումը հաշվարկելու համար:

Մեթոդների մեծ մասը ներառում է t* կորի կառուցում, քանի որ անհրաժեշտ է հաշվի առնել այն փաստը, որ կլանումը տեղի է ունենում համեմատաբար հարթ մակերևույթի վրա ծակոտիների բացակայության դեպքում, և կլանման թաղանթը պարզվում է, որ մի քանի մոլեկուլային շերտ հաստ է մինչև գոլորշիների ճնշման արժեքը հասնելը: p/po = 1D, որը համապատասխանում է հեղուկի առաջացմանը: Ակնհայտ է, որ նման հաստ թաղանթում, որը բաղկացած է մի քանի շերտերից, ազոտի հատկությունները նույնը չեն լինի, ինչ սովորական հեղուկի համար: Ինչպես արդեն նշվեց, ծակոտիների չափերը որոշելը պահանջում է ոչ միայն Կելվինի հավասարման օգտագործումը հեղուկ ազոտով լցված ծակոտիների չափերը հաշվարկելու համար, որն ունի նորմալ հեղուկի հատկություններ, այլ նաև գիտելիքներ կլանող թաղանթի հաստության մասին: ներքին մակերեսըծակոտիները դեռ լցված չեն ազոտով:

Փորձարարական տվյալներ ստանալու համար, որոնք հաշվի են առնում թաղանթի հաստությունը, ուսումնասիրվող սիլիցիումը չպետք է պարունակի միկրոծակեր: Հարիսը և Սինգհը ուսումնասիրել են մի շարք սիլիցիումի նմուշներ (12 մ2/գ-ից պակաս հատուկ մակերեսով) և ցույց են տվել իրենց ուսումնասիրած նմուշների վրա միջինացված իզոթերմ գծելու հնարավորություն՝ խողովակից vjvm-ի կախվածության տեսքով: . Այնուամենայնիվ, այդ ժամանակվանից ի վեր բազմաթիվ ուսումնասիրություններ են իրականացվել համապատասխան ոչ ծակոտկեն սիլիկատների վրա՝ t-արժեքները ճշգրիտ որոշելու համար: Բեբրիսը, Կիսելևը և Նիկիտինը «պատրաստել են շատ միատարր լայն ծակոտկեն սիլիցիում, որը չի պարունակում միկրոծակեր, ջերմային մշակելով գոլորշիացված սիլիցիում (աերոզիլ) ջրի գոլորշու մեջ 750 ° C ջերմաստիճանում, ստանալով նշված սիլիցիումը՝ մոտ հատուկ մակերեսով։ 70-80 մ2 / գ և մոտ 400 Ա տրամագծով ծակոտիներ, ընդհանուր առմամբ ընդունված թաղանթի հաստության արժեքները p!po-ի տարբեր արժեքների համար ազոտի օգտագործման ժամանակ հիմնված են Lippens, Linsen և de Boer և de Boer տվյալների վրա: , Լինսեն և Օսինդա։

Աղյուսակում 5.4-ը ցույց է տալիս բնորոշ ^-արժեքներ՝ կախված p/p0-ից: Հետևյալ հավասարումը թույլ է տալիս հաշվարկել թաղանթի հաստությունը՝ օգտագործելով հրապարակված տվյալների մեծ մասը՝ հիմնված միջին t արժեքների վրա՝ 0,3-ից բարձր p/po ճնշման դեպքում.

T_ 4.58 ~ Mg/V/>o)I/3

Աղյուսակ 5.4 Ազոտի մասնակի ճնշումը և ազոտի թաղանթի հաստությունը, որը կլանված է ոչ ծակոտկեն մակերեսի վրա -195°C ջերմաստիճանում (ըստ տվյալների)

Ինչպես նկարագրել են Բրոքհոֆը և Լինսենը, շատ հետազոտողներ նպաստել են ադսորբցիոն իզոթերմներից ծակոտիների չափերի բաշխման հաշվարկման մեթոդների մշակմանը: Բարեթի, Ջոյների և Հալենդայի կողմից մշակված սկզբնական մոտեցումը և ընդհանուր հավասարումը լրացրեցին Փիրսը, իսկ ավելի ուշ՝ Քրենսթոնը և Ինքլին։ Այս խնդրի հետագա զարգացումները մանրամասն նկարագրել են Գրեգը և Սինգհը:

Քրենսթոնի և Ինքլիի մեթոդը. Քրենսթոնը և Ինքլին (39), օգտագործելով ծակոտիների ներքին պատերի վրա ներծծված ազոտի թաղանթի հայտնի հաստությունը t, ինչպես նաև ծակոտիները ազոտով լցնելով, ըստ Քելվինի հավասարման նկարագրված մեխանիզմի, մշակեցին մեթոդ՝ հաշվարկելու ծավալը և չափը: ծակոտիները իզոթերմի կլանման կամ կլանման ճյուղերից: Հաշվարկը կատարվում է իզոթերմի p/po>0,3-ից բարձր հատվածում, որտեղ արդեն կա ներծծված ազոտի առնվազն մոնոմոլեկուլային շերտ:

Մեթոդը հաշվարկման փուլային ընթացակարգ է, որը, թեև պարզ է, նախատեսում է նման հաշվարկներ յուրաքանչյուր հաջորդ փուլում: Դեզորբցիոն իզոթերմը բաղկացած է մի շարք փորձարարական կետերից, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է տվյալներ որոշակի ճնշման դեպքում կլանված գազի չափված ծավալի վերաբերյալ։ Ամբողջությամբ լցված ծակոտիներով p/po = 1.0 կետից սկսած ճնշումը աստիճանաբար նվազում է և յուրաքանչյուր փուլում չափվում է ներծծվող ծավալը (սա վերաբերում է կլանման իզոթերմին, սակայն ադսորբցիոն իզոթերմը դիտարկելիս հաշվարկման կարգը նույնն է լինելու): . Քանի որ ճնշումը նվազում է pi/p0 արժեքից մինչև Pr/Poi, ճշմարիտ են հետևյալ դրույթները.

1. Հեղուկ ազոտի AVuq ծավալը գոլորշիանում է ծակոտիներից՝ դրանով իսկ ձևավորելով AVg ծավալով գազ, որը սովորաբար արտահայտվում է խորանարդ սանտիմետրերով՝ նորմալ պայմաններում 1 գ ներծծվող նյութի դիմաց։

2. Հեղուկ ազոտի AVnq ծավալը, որը հեռացվել է ծակոտիներից r i-ի և r2-ի միջև դրանց շառավղով չափերի միջակայքում, այս ծակոտիների պատերին թողնում է t2 հաստությամբ ազոտային թաղանթ:

3. Նախորդ փուլերում դատարկված ծակոտիներում պատերի վրա ազոտային թաղանթի հաստությունը t\-ից նվազում է t2:

Այս խնդրին անծանոթ ընթերցողը կարող է օգուտ քաղել նկ. 5.11. Նկարը ցույց է տալիս նմուշի խաչմերուկը իդեալականացված գլանաձև ծակոտիներով, որոնք տարբերվում են տրամագծով: Կարելի է տեսնել, որ երբ համակարգում ճնշումը նվազում է pі-ից (դիրք A) մինչև p2 (դիրք B), դատարկված մազանոթների պատերի վրա ազոտային թաղանթի հաստությունը tx-ից նվազում է t2, հեղուկ ազոտի քանակը նվազում է։ դեզորբցիայի արդյունքում և միաժամանակ ավելանում է դատարկ ծակոտիների թիվը։

Ա դիրքում (նկ. 5.11) կա 2r տրամագծով մեկ մասամբ լցված ծակ, որում հեղուկ ազոտը ներկայումս հավասարակշռության մեջ է գոլորշու հետ px ճնշման տակ: Նմանապես, B դիրքում մենք ունենք 2r2 տրամագծով մեկ ծակ, որը պարունակում է հեղուկ ազոտ, որը գտնվում է հավասարակշռության մեջ p2 ճնշման դեպքում։ Այս ծակոտիներում շառավիղը որոշվում է որպես fp = t + rk, որտեղ rz-ը տվյալ ճնշման դեպքում Քելվինի հավասարումից հաշվարկված շառավիղն է: Հաշվարկները հիմնված են հետևյալ հավասարումների վրա. Թող L երկարությունը հավասար լինի բոլոր դատարկված ծակոտիների ընդհանուր երկարությանը, որոնց շառավիղները գտնվում են r-ից մինչև r2 միջակայքում, իսկ r-ը շառավիղի միջին արժեքն է: Այնուհետեւ գոլորշիացված հեղուկ ազոտի Vuq-ի ընդհանուր ծավալն այս փուլում հավասար է

Vuq = 3.14 (rp - t2f L + (t2- tx) Z L

Որտեղ A-ն ադսորբցիոն թաղանթի մակերեսն է, որը մնացել է նշված դատարկված ծակոտիներում:

g շառավղով ծակոտիների միջին ծավալը կազմում է

A V р = nfpL Վերացնելով L արժեքը՝ ստանում ենք

Քանի որ rv - t = ru, որտեղ Γk-ը գտնված է Կելվինի հավասարումից, ապա

Ազատված գազի ծավալը, որը չափվում է p ճնշման և TC ջերմաստիճանում, համապատասխանում է հեղուկի ծավալին

Vid = 2 377"_

Բրինձ. 5.11. Երևակայական ներծծվող նյութի դիագրամ՝ գլանաձև ծակոտիների մի շարքով, որը ներկայացված է հատվածում, երբ ազոտը ներծծվում է երկու ճնշման և pr - A ճնշման տակ: n-ից փոքր շառավղով բոլոր ծակոտիները լցված են հեղուկ ներծծվող նյութով։ Ադսորբցիոն թաղանթը ծակոտիում ունի tu հաստություն և Քելվինի շառավիղ, Մակերեւութային լարվածության ազդեցության տակ լցված, հավասար է g, . B - ճնշում Pr (P2 Նրանք, ովքեր ծնվել են, երբ ճնշումն իջել է pt-ից մինչև pe (տես տեքստը):

Դիտարկվող ծակոտիների ներքին մակերեսի A մակերեսը, ենթադրելով, որ դրանք գլանաձև են, ստացվում է, որ հավասար է.

Ա -2 (Վպ/րր) ■ 104

Որտեղ Vp-ն արտահայտվում է խորանարդ սանտիմետրերով, իսկ gr շառավիղը՝ անգստրոմներով:

Օգտագործելով կլանման տվյալները՝ հաշվարկները սկսվում են p/p0-ից մոտ 1.0, երբ ծակոտիները հիմնականում լցված են հեղուկ ազոտով: Քրենսթոնը և Ինքլին նկարագրել են ծակոտիների ծավալի և դատարկված ծակոտի մակերեսի քայլ առ քայլ հաշվարկները: Այնուամենայնիվ, նման քննարկման մանրամասնությունը օգտակար կլինի:

Հաշվարկները կատարվում են յուրաքանչյուր փուլում ֆիքսված ճնշմամբ՝ սկսած լցված ծակոտիներից և հարաբերական ճնշումից p/po մոտ 1.0: Յուրաքանչյուր փուլի համար հաշվարկվում են հետևյալ արժեքները.

1. Միջին? բ. երկու Կելվինի շառավիղներից Tk և Tr համապատասխան ճնշումների pі և p2, արտահայտված անգստրոմներով: Յուրաքանչյուր արժեք հաշվարկվում է Քելվինի հավասարումից

4.146 Gk~ lgPo//>

2. Թաղանթի հաստությունը 11 և t2 рх և р2 ճնշումների դեպքում՝ արտահայտված անգստրոմներով։ Յուրաքանչյուր t հաստությունը վերցված է աղյուսակներից կամ որոշվում է հավասարումից

T - 4.583/(lg Po/r)»/3

3. Միջին ծակոտի շառավիղը gr այս միջակայքում.

Gr = 0,5 [g + g k, + t2)

4. t=t\ - t2 արժեքը՝ արտահայտված անգստրոմներով։

5. Կլանված հեղուկ ազոտի AVnq ծավալը ներծծվող նյութի միավորի զանգվածի վրա, AVuq = 1,55-10-3 AVg, սմ3/գ, որտեղ AVg-ն արտանետվող ազոտի գազի ծավալն է՝ իջեցված նորմալ պայմանների, սմ3:

6. Հեղուկ ազոտի ծավալը, որը կորցնում է այս փուլում ծակոտիների պատերի վրա թաղանթների նոսրացման պատճառով և հավասար է (A0"(Z^)>-ի, որտեղ 2 Ա-ն բոլոր ծակոտիների պատերի մակերեսն է, որոնք դատարկվել են կլանման գործընթացի ժամանակ: բոլոր նախորդ փուլերը (կամ AL առաջին փուլի համար Նշված ծավալը հավասար է (At) (£ A) 10~4 և ունի սմ3 չափս, քանի որ At-ն արտահայտվում է անգստրոմներով, և

Քառակուսի մետրերով:

7. AA - 2(AVnq) Рр 104.

8. £ A-ի արժեքը հայտնաբերվում է նախորդ փուլերի DA-ի բոլոր արժեքներն ամփոփելով:

Նշված հաշվարկման գործընթացը անհրաժեշտ է նման փուլային մեթոդի յուրաքանչյուր փուլում: Յուրաքանչյուր փուլի համար կատարվում են մի շարք հաշվարկներ, քանի որ ճնշումները նվազում են, և արդյունքները աղյուսակավորված են:

Ընդհանուր ծակոտկեն ծավալը Vc, սկսած p/po = 0,3-ից և մինչև p/po-ի ամենամեծ արժեքը, պարզապես յուրաքանչյուր փուլում ստացված AViiq արժեքների գումարն է: Որպես կանոն, նկարվում է Vc-ի գրաֆիկական կախվածությունը log gr-ից։

Ընդհանուր մակերեսի Ls-ը յուրաքանչյուր փուլում ստացված AL արժեքների ընդհանուր գումարն է: Եթե ​​միկրոծակեր չկան, ապա Ac-ը սովորաբար կազմում է BET մեթոդով որոշված ​​մակերեսի 85-100%-ը հասնող արժեքներ: Քանի որ վերջինս ստացվում է 0-ից 0,3 p/p o-ի ավելի ցածր արժեքների տարածաշրջանում չափումների միջոցով, նման համաձայնությունը ցույց է տալիս նմուշում միկրոծակերի բացակայությունը:

Cranston-ը և Inkley-ն եկան այն եզրակացության, որ շատ սիլիկատային գելերի համար նպատակահարմար է օգտագործել դիտարկված մեթոդը հակառակ ուղղությամբ՝ սկսած p/p0 = 0,3 արժեքից և հետագա փուլերում կատարելով չափումներ և հաշվարկներ, քանի որ ստացվում է կլանման իզոթերմը:

Հոուգենը ներկայացրեց Քրենսթոնի և Ինքլի մեթոդի հետագա քննարկումը և մի քանի օգտակար նոմոգրամներ: Այնուամենայնիվ, պարզվեց, որ այնքան էլ հեշտ չէ հավասարումների համակարգը վերածել գործնական հաշվարկների մեթոդի, ինչի պատճառով էլ վերը քննարկված փուլերի հաշվարկը ցուցադրվեց այդքան մանրամասն:

Ծակոտիների չափի բաշխումը կարելի է գնահատել ^-դիագրամից՝ համաձայն Բրոկհոֆի և դե Բուրի տվյալների:

Միկրոպոսկրեր. Հատուկ խնդիրներ են առաջանում չափազանց փոքր ծակոտկեն չափերը չափելիս և բնութագրելիս: Այս գրքում անհնար է ակնարկ տալ ողջ հսկայական գրականությանը, որը հայտնվել է վերջին տասնամյակի ընթացքում, սակայն փորձ է արվելու նկարագրել այս խնդրի որոշ ասպեկտներ՝ ուղեկցվելով օրինակներով:

Ըստ Բրունաուերի, ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ «միկրոպորներում մոլեկուլների կլանման մեխանիզմը լավ հասկանալի չէ»։ 1976-ին Սինգհը հայտարարեց, որ «միկրոծակոտիների չափի բաշխումը որոշելու հուսալի մեթոդ չի մշակվել»։ Ակնհայտ է, սակայն, որ միկրոծակոտիներում կլանումը սկզբունքորեն տարբերվում է լայն ծակոտիների պատերի և բաց մակերեսների վրա կլանումից, և որ նման նուրբ ծակոտիների մոլեկուլները ենթարկվում են շրջակա պինդի ձգմանը և գտնվում են ուժեղ սեղմման վիճակ. Դուբինինը քննարկեց նման պայմաններում կլանման տեսությունը, որն իր մեջ ներառում է «միկրոպորային ծավալի» հայեցակարգը, որն ավելի ճշգրիտ է նկարագրում գործընթացը, քան նման ծակոտիների մակերեսի հայեցակարգը:

Ըստ Okkers-ի, միկրոծակոտկեն նյութերի հատուկ մակերեսը չի կարող որոշվել, եթե միկրոծակերի շառավիղը 12 Ա-ից փոքր է: Այս հեղինակը օգտագործել է «submicropore» տերմինը, որը նշանակում է այս հասկացությունը
նույնը, ինչ մյուս հետազոտողները, այդ թվում՝ Էյլերը, որն օգտագործում էր «միկրոպոր» տերմինը։ Օկերսն ամփոփեց մի շարք հավասարումների հնարավոր կիրառումը, որոնք առաջարկվել են ծակոտիների ամենափոքր չափերի համար:

Ինչպես պարզորոշ ցույց են տվել Բրոքհոֆը և Լինսենը, միկրոծակերը կարելի է հայտնաբերել՝ ուսումնասիրելով կլանման իզոթերմները, որոնք պատկերված են որպես /-կորեր: Եթե ​​գրաֆիկի վրա Va-ի կախվածությունը /-ից պատկերող գիծը շեղվում է դեպի ներքև՝ դեպի /-առանցքը, ապա սա նմուշում միկրոծակերի առկայության ցուցանիշ է: Միխայիլի կողմից ստացված նմանատիպ գրաֆիկները ներկայացված են Նկ. 5.12 երկու սիլիցի գելերի համար: Քանի որ նմուշների հատուկ մակերեսների արժեքները մոտ են, /-դիագրամների գծերը մոտավորապես նույն թեքություն ունեն: Սիլիկա գելի A-ի համար, որը միկրոծակոտկեն և խիտ է, /-կորը սկսում է շեղվել դեպի ներքև դեպի /-առանցքը p/po = 0,1 հարաբերական ճնշման դեպքում: Ցածր խտություն ունեցող սիլիկատային գելի B-ի համար /-կորը շեղվում է դեպի վեր մոտավորապես p/po = 0,5, այսինքն, երբ լայն ծակոտիները սկսում են լցվել: Նման գելերում, որոնք ունեն միատեսակ չափի ծակոտիներ, հեշտ է ցույց տալ միկրոծակերի առկայությունը։ Այնուամենայնիվ, շատերի համար
Շատ սիլիկատային գելերում մակերեսի մեծ մասը պատկանում է մեզոպորներին և միայն մի փոքր մասն է պատկանում միկրոծակերին: Այս դեպքում /-կորի վրա գծայինությունից շեղումը դժվար է որոշել։ Միևիլն ուսումնասիրել է խառը կառուցվածքի պինդ նյութեր, որոնք ունեին մեզոպորներ և միկրոծակեր։ Նա կիրառեց /-դիագրամ մեթոդը և ցույց տվեց, որ խառը կառուցվածքով նման նմուշում 10%-ը միկրոծակեր են։

Օգտագործելով as-դիագրամը, Սինգհը ցույց է տվել մեզո-ծակոտիների առկայությունը a-առանցքի նկատմամբ գծայինությունից շեղումներով՝ as-ի ավելի բարձր արժեքներով: Միկրոպրոսների առկայությունը ապացուցվում է կորի շեղմամբ դեպի որպես առանցք ավելի ցածր cc արժեքներով: ս. Գծային հատվածի էքստրապոլացիան դեպի x առանցք թույլ է տալիս որոշել միկրոծակերի ծավալը (նկ. 5.13): Աշխատանքի հեղինակները այս ուղղությամբ հետագա հետազոտություններ են անցկացրել մեծ քանակությամբ սիլիցիումներով և բացատրել շեղումները՝ հիմնվելով միկրոծակեր և մեզոպորներ հասկացությունների վրա։

Ռամզեյը և Էվերին տվյալներ են ստացել խիտ սեղմված միկրոծակոտկեն սիլիցիումներում ազոտի կլանման վերաբերյալ։ Նրանք գծագրեցին իրենց տվյալները՝ օգտագործելով հավասարումը

Պիրոգեն սիլիցիումի փոշին՝ 3-4 նմ մասնիկի չափսով, սեղմել են ծակոտիների 0,22-0,11 սմ3/գ ծավալներ ստանալու համար (սիլիկի փաթեթավորման խտությունը եղել է 67-80%), որը համապատասխանում է 22-12 տրամագծով ծակոտիների առաջացմանը։ Ա. Նշված հավասարման կոորդինատներում ներկայացված գրաֆիկներում տեսանելի է մի շարք նմուշների գծերի թեքությունների նվազում, ինչը ցույց է տալիս տարածաշրջանում դրանցում տեղի ունեցող փոփոխությունները ծակոտկեն ծավալի ամբողջական լրացումից մինչև միաշերտ: ծածկույթ (երբ ադսորբատի միաշերտը լրացնում է ամենաբարակ ծակոտիները): Այս աշխատանքում BET կոորդինատներով գծագրված գրաֆիկի վրա C հաստատունը սկզբնական, չսեղմված փոշու համար 73 արժեք ուներ և ժամանակի ընթացքում 184-ից հասավ ավելի քան 1000-ի: ինչպես է ծակոտիների տրամագիծը 22-ից 12 Ա-ի նվազել:

«Model pore» (MP) մեթոդ. Բրունաուերը, Միխայիլը և Բոդորը մշակել են ծակոտիների բնորոշ չափերի բաշխումը որոշելու մեթոդ, ներառյալ միկրոծակոտիներով զբաղեցրած տարածքի նույնիսկ մի մասը:

Օգտագործելով Cranston-Inkley մեթոդը, որը ներառում է նաև /-կորը և Քելվինի հավասարումը, նմուշի ծակոտկեն կառուցվածքը բնութագրող կորերը կարող են հաշվարկվել 10-ից 150 Ա շառավղով ծակոտիների համար: Այնուամենայնիվ, ստացված արդյունքները կախված են արված ենթադրությունից: ծակոտիների գլանաձև ձևի մասին Քանի որ իրականում ծակոտիները գլանաձև չեն, ծակոտիների չափի բաշխման հաշվարկը չի արտացոլում գործերի իրական վիճակը, հատկապես փոքր ծակոտիների առկայության դեպքում:

«Մոդելային ծակոտիներ» մեթոդով ներմուծվում է հիդրավլիկ շառավիղ «rh» հասկացությունը, որը սահմանվում է որպես rh = V/S, որտեղ V-ը ծակոտկեն համակարգի ծավալն է, իսկ 5 ■ ծակոտիների պատերի մակերեսը: Հարաբերակցությունը վերաբերում է ցանկացած ձևի ծակոտիներին: V և S արժեքները հաշվարկվում են ադսորբցիայի կամ կլանման իզոթերմներից: Երբ տեղի է ունենում դեզորբցիա և ծակոտիների որոշ խումբ դատարկվում է, ազոտի մոլեկուլների միաշերտը մնում է նրանց պատերին p ճնշման տակ: Ծակոտիների դատարկ տարածությունը կոչվում է «միջուկ»: Այս արժեքը ներկայացնում է ներծծված ծավալը ■ քանի որ ճնշումը նվազել է p0-ից մինչև p:

Այս մեթոդը տարբերվում է Քրենսթոնի և Ինքլիի մեթոդից նրանով, որ այն օգտագործում է Կիսելևի հավասարումը Քելվինի հավասարման փոխարեն։

Ու դս = Ար դա»

Որտեղ y մակերեսային լարվածությունն է; ds-ն այն մակերեսն է, որը անհետանում է ծակոտիները լցվելիս; - քիմիական ներուժի փոփոխություն, da - ծակոտիում տեղակայված հեղուկ մոլեկուլների քանակը. (Քելվինի հավասարումը վերը նշված Կիսելևի հավասարման հատուկ դեպքն է, եթե դիտարկվեն գլանաձև ծակոտիները:) Քիմիական պոտենցիալի փոփոխությունը հաշվարկվում է -Ар = = -RT In (р/р0) հավասարմամբ: Ինտեգրումը տալիս է

S = -\ - RT In da

Որտեղ ah-ը հիստերեզի հանգույցի սկզբում կլանված մոլեկուլների թիվն է, ինչպես նաև ներծծվող մոլեկուլների քանակը հագեցվածության ժամանակ:

Վերջին հավասարումը գրաֆիկորեն ինտեգրված է փուլերով.

1. Նյութի ai մոլերի կլանման ժամանակ հարաբերական ճնշումը p/po նվազում է 1,0-ից մինչև 0,95։

2. Ստացված բոլոր միջուկների ծավալը հավասար կլինի a\-ի արտադրյալին և ադսորբատի մոլային ծավալին. ազոտի դեպքում 34,6 ա/սմ3 է։

3. Ձևավորված միջուկների Si-մակերեսի մակերեսը որոշվում է հավասարմամբ

Ինտեգրումն իրականացվում է գրաֆիկական եղանակով։

4. rh-ը հիդրավլիկ շառավիղն է, որը հավասար է միջուկների ստացված ծավալին (փուլ 2), որը բաժանված է նման միջուկների մակերեսի վրա (փուլ 3):

Այնուհետև n-րդ փուլում, երբ խալը կլանվում է, նկատվում է հետևյալը.

1. Հարաբերական ճնշման p/po-ի նվազում rp/po-ից մինչև pn-l/po-

2. Ստացված միջուկների ծավալը 34,6 ap սմ3 է։ Այնուամենայնիվ, երբ նյութը կլանվում է, ավելացվում է որոշակի ծավալ

Adsorbate v„ նախորդի վրա ձևավորված ծակոտիների պատերից

Փուլեր. Այս ծավալը vn-ը հաշվարկվում է հիմնվելով /-կորի կառուցման վրա, ինչը հնարավորություն է տալիս որոշել At-ի արժեքը, այսինքն. . Այսպիսով, ծավալը հավասար է At-ի արտադրյալին և միջուկների ընդհանուր մակերեսին: Նման փոփոխության ներդրումը հաշվարկի առանցքային կետն է։

3. a„ - vn տարբերությունը տալիս է n-րդ փուլում նոր ձևավորված միջուկների ծավալի արժեքը։

4. Sn նոր միջուկների մակերեսը որոշվում է գրաֆիկական ինտեգրմամբ, ինչպես նախորդ փուլերում:

Վերոնշյալ բացատրությունը բավարար է ցույց տալու այս «ուղղված մոդելի ծակոտի մեթոդի» և Քրենսթոն-Ինկլի մեթոդի միջև եղած տարբերությունը: Մեթոդի և հաշվարկների օրինակների ավելի մանրամասն նկարագրության համար դուք պետք է դիմեք սկզբնաղբյուրին:

Շատ դեպքերում «մոդելի ծակոտի» մեթոդը տալիս է ծակոտիի շառավիղի ավելի փոքր արժեք բաշխման կորի առավելագույնում, քան ստացվել է Քրենսթոնի և Ինքլիի մեթոդով: Օրինակ, 5-10 միջակայքում ծակոտկեն շառավղով նմուշների համար: A, երբ օգտագործվում է կլանման իզոթերմը, ըստ այս մեթոդի, շառավիղի արժեքը բաշխման կորի առավելագույն դեպքում ստացվել է մոտ 6 Ա, իսկ Cranston-Inkley մեթոդով 10 A. Hannah et al.

Տարբեր սիլիցիումի գելերի լայն շրջանակի համար ծակոտիների չափսերի լավ համաձայնություն է ձեռք բերվել՝ օգտագործելով ազոտը կամ թթվածինը որպես ադսորբատ երկու տարբեր փորձարարական ջերմաստիճաններում: Որոշ դեպքերում, որոնք նշված են այս աշխատանքում, սիլիցիումի նմուշները պարունակում էին ինչպես միկրո, այնպես էլ մեզոպորներ:

Ծակոտիների չափերը որոշելու ստանդարտ: Հովարդ և Ուիլսոն

Մենք նկարագրել ենք «մոդելային ծակոտիների» մեթոդի կիրառումը միջծակոտկեն սիլիցիումի Gasil(I) նմուշի վրա, որը բաղկացած է 4,38 նմ միջին շառավղով գնդերից, փաթեթավորված 4 կոորդինացիոն թվով: Նման սիլիցիումը ստանդարտներից մեկն է:

SCI/IUPAC/NPL հատուկ մակերեսի որոշման համար և կարող է օգտագործվել նաև որպես ստանդարտ ծակոտիների չափերի որոշման և BET մեթոդի սկզբունքով գործող սարքավորումների չափորոշման համար ճնշման ողջ տիրույթում:

MP մեթոդը ցուցադրել են Միխայիլը, Բրունաուերը և Բոդոն։ Նրանք ցույց տվեցին այս մեթոդի կիրառելիությունը միկրոծակերի ուսումնասիրության համար, իսկ «ճշգրտված մոդելի ծակոտիների մեթոդը»՝ ծակոտիների ուսումնասիրության համար։ մեծ չափս. Երբ այս մեթոդը կիրառվում է սիլիկա գելի վրա, որն ունի և՛ միկրո, և՛ մեզոպորներ, MP մեթոդը տալիս է ծակոտի մակերեսի ընդհանուր արժեքը, որը համապատասխանում է BET մեթոդներով հայտնաբերված արժեքին: Այս փաստը ցույց է տալիս, որ չնայած միկրոծակոտկեն նմուշների ուսումնասիրման համար BET մեթոդի կիրառման դեմ բարձրացված առարկություններին, այս մեթոդը, հուսով ենք, կարող է հավաստի տվյալներ տրամադրել հատուկ մակերեսների վերաբերյալ նույնիսկ այս դեպքերում:

Hagemassy-ի և Brunauer-ի կողմից հինգ սիլիկա գելերի ծակոտիների կառուցվածքի մանրամասն ուսումնասիրությունը կարելի է բնորոշ համարել նման աշխատանքի համար, որտեղ ծակոտի կառուցվածքը գնահատվել է MP մեթոդով: Այս հոդվածը համեմատում էր ջուրը և ազոտի գոլորշին որպես ադսորբատներ, և ստացված տվյալները բավականին լավ համընկնում էին, տալով ծակոտիների տրամագիծը բաշխման կորերի առավելագույն չափում՝ համապատասխանաբար 4,1 և 4,6 Ա: Այնուամենայնիվ, ադսորբենտների համար, որոնք ունեն որևէ հիդրոֆոբ մակերես, պետք է օգտագործվի ազոտ:

Սուպերմիկրո -

Այս առաջարկվող դասակարգման հիմքն այն է, որ սուպերմիկրոպորները և մեզոպորները, բայց ոչ միկրոծակերը, կարող են ենթարկվել մանրամասն ուսումնասիրության:

Քննադատվեց պատգամավորի մեթոդը, որին հաջորդեց քննադատությունների հերքումը։

Ultramicropores կամ submicropores: Նման ծակոտիները ունեն 3 Ա-ից պակաս շառավիղ: Այն մեխանիզմը, որով լցվում են նման ծակոտիները, մնացել է քննարկման հիմնական թեման: Ակնհայտ է, որ եթե ամենափոքր հայտնի գազի մոլեկուլը (հելիում) ի վիճակի չէ ներթափանցել ծակոտի, ապա ծակոտիները պարզապես գոյություն չունեն, քանի որ դա հաստատված է:

Փորձարկում. Այսպիսով, ծակոտիների չափերի ստորին սահմանը, որով կարելի է հայտնաբերել այդ ծակոտիները, կախված է օգտագործվող ադսորբատի մոլեկուլի չափից:

Հիմնական խնդիրը դիտարկելն է այն իրավիճակը, երբ մոլեկուլը մտնում է ծակոտի, որի տրամագիծը մոլեկուլի չափից երկու անգամ պակաս է: Այս դեպքում վան դեր Վաալի փոխազդեցությունը շատ ուժեղ է, և կլանման ջերմությունը նկատելիորեն ավելի բարձր է, քան հարթ մակերեսի վրա: Հետևաբար, նման իրավիճակը տարբերվում է նրանից, երբ ձևավորվում է մեկ պոլիմոլեկուլային: լոյա կամ ծակոտիների մազանոթային լցնում:

Ըստ Dollimore-ի և Heale-ի, ծակոտիները, որոնք հավանաբար ունեն 7-10 Ա տրամագիծ, երբ որոշվում են ազոտի կլանման իզոթերմներից, իրականում ունեն ընդամենը 4-5 Ա տրամագիծ: Սիլիկա գելի ենթամիկրոպորները, որոնք պատրաստված են արոլի մասնիկներից պատրաստված ընդամենը ~ 10 A-ով, այնքան փոքր են: որ նույնիսկ կրիպտոնի մոլեկուլները չեն կարող մտնել դրանց մեջ։ Հայտնի է, որ մոնոսիլիկաթթուն արագ պոլիմերանում է ցածր pH արժեքների դեպքում՝ մոտավորապես նույն չափի մասնիկներ առաջացնելու համար: Dollimore and Hill-ը պատրաստել են նման գել՝ օգտագործելով մոնոսիլիկաթթվի 1% լուծույթի սառեցման չորացման մեթոդը՝ 0°C-ից ցածր ջերմաստիճանում։ Քանի որ գոլորշիացման և սառեցման ընթացքում մեծ քանակությամբ ջուր է հեռացվել, ժելացման գործընթացում համակարգի pH արժեքը 1-2 է, այսինքն՝ ճիշտ այն արժեքը, երբ նկատվում է մասնիկների ամենադանդաղ աճը: Նման սիլիցիումը կարելի է անվանել «ծակոտկեն»: , քանի որ հելիումի մոլեկուլները (և միայն այս մոլեկուլները) ներթափանցել են այդպիսի «ծակոտիներ»: Նկատի ունեցեք, որ հելիումի մոլեկուլները ներթափանցում են նաև միաձուլված քվարցի մեջ, ուստի ընդհանուր ընդունված մոտեցմամբ նման սիլիցիումը համարվում է ոչ ծակոտկեն:

Ադսորբցիայի իզոստերիկ ջերմություն: Պարզվում է, որ միկրոծակերի մեջ կլանման ջերմությունը աննորմալ բարձր է: Սինգհը և Ռամակրիշնան պարզել են, որ ադսորբատների մանրակրկիտ ընտրության և a5 հետազոտության մեթոդի կիրառման միջոցով հնարավոր է եղել տարբերակել մազանոթային կլանումը և կլանումը բարձր էներգիայի մակերեսային տեղամասերում: Ցույց է տրվել, որ 0,01-0,2 p/po միջակայքում ազոտի կլանման իզոստերիկ ջերմությունը մեզոպորներ չպարունակող սիլիկատագելի վրա մնում է էապես հաստատուն 2,0 կկալ/մոլ մակարդակում: Մեզոպորներ պարունակող սիլիկա գելի վրա ջերմության անկում է նկատվում 2,3-ից մինչև 2,0 կկալ/մոլ, իսկ միկրոծակոտկեն սիլիկատագելի վրա իզոստերիկ ջերմությունն իջնում ​​է 2,7-ից մինչև 2,0: Իզոստերիկ ջերմություն qst under - կարդացվում է կլանման իզոթերմներից՝ օգտագործելով Կլաուզիուս-Կլիպերոն հավասարումը:

Միկրոծակոտկենությունը պարզապես կարելի է բնութագրել՝ գծելով իզոստերիկ ջերմության կախվածությունը p/p0-ից, որը ստացվում է ազոտի կլանման իզոթերմներից։

Կատարվել են միկրոծակոտկենության կալորիմետրիկ ուսումնասիրություններ, որոնցում չափվել է սիլիկա գելի վրա բենզոլի կլանման ժամանակ արձակված ջերմությունը։ Նրանք հաստատեցին, որ կլանման էներգիան ամենաբարձրն էր միկրոծակոտիներում և չափեցին մակերեսի մակերեսը, որը դեռ հասանելի էր ազոտի մոլեկուլների կլանման համար: տարբեր փուլերբենզոլի կլանումը.

Դուբիշինը բնութագրեց միկրոծակոտկենությունը՝ օգտագործելով հավասարումը

որտեղ a-ն ներծծվող նյութի քանակն է. T - բացարձակ ջերմաստիճան; Wo-ն միկրոծակերի առավելագույն ծավալն է; v*-ը ադսորբատի մոլային ծավալն է. B-ն պարամետր է, որը բնութագրում է միկրոծակերի չափը:

Այն դեպքում, երբ նմուշը պարունակում է երկու չափսի ծակոտիներ, ապա a-ն արտահայտվում է որպես երկու նմանատիպ տերմինների գումար, որոնք տարբերվում են Wо և B արժեքներով:

Հաստատուն ջերմաստիճանում հավասարումը ձև է ստանում

Այնտեղ, որտեղ C-ը O-ում կարող է հաշվարկվել ադսորբցիոն իզոթերմայից և վերածվել Wо և B արժեքների: Դուբինինը օգտագործել է այս մեթոդը 20-40 A միջակայքում տրամագծով միկրոծակեր պարունակող սիլիկա գելի նմուշի բնութագրերը ստանալու համար: Այս մեթոդը դեռ մշակման փուլում է: .

Ադսորբատներ, որոնք տարբերվում են մոլեկուլային չափերով: Նման ադսորբատները կարող են օգտագործվել հետազոտության մեջ՝ կառուցելով /-կորեր՝ միկրոծակերի չափերի բաշխումը ստանալու համար: Միխայիլն ու Շեբլը օգտագործել են այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ջուրը, մեթանոլը, պրոպանոլը, բենզինը, հեքսանը և ածխածնի տետրաքլորիդը։ Ստացված տվյալների տարբերությունները կապված էին սիլիցիումի նմուշի ծակոտիների չափի, ինչպես նաև դրա մակերեսի հիդրօքսիլացման աստիճանի հետ։ Թվարկված ադսորբատների մեծ մասի մոլեկուլները հարմար չեն մանր ծակոտիներ պարունակող սիլիկատների մակերեսները չափելու համար։

Բարթելը և Բաուերը նախկինում ուսումնասիրություններ էին կատարել այս գոլորշիների հետ 25, 40 և 45 °C ջերմաստիճաններում: Ֆուն և Բարթելը, օգտագործելով մակերևույթի ազատ էներգիայի մեթոդը, որոշեցին մակերեսի մակերեսը՝ օգտագործելով տարբեր գոլորշիներ որպես ադսորբատներ։ Նրանք պարզել են, որ մակերևույթի արժեքներն այս դեպքում ընդհանուր առմամբ համահունչ են ազոտի կլանումից որոշված ​​արժեքներին:

Ջուրը կարող է օգտագործվել պինդ նյութերի մակերեսը չափելու համար, որոնք պարունակում են այնպիսի չափի միկրոծակեր, որոնք դժվարացնում են համեմատաբար մեծ ազոտի մոլեկուլների ներթափանցումը դրանց մեջ: MP մեթոդը կամ «ուղղված մոդելի ծակոտիների մեթոդը» օգտագործվել է աշխատանքի հեղինակների կողմից հիդրացված կալցիումի սիլիկատը ուսումնասիրելու համար:

Միկրոծակոտկեն բնութագրերը որոշելու մեկ այլ միջոց է չափումներ կատարել հարաբերական ճնշումների դեպքում՝ հագեցվածության մոտ: Ադսորբցիոն ծավալների տարբերությունները ցույց են տալիս, որ այս ծակոտի ծավալը և չափը թույլ չեն տալիս մեծ ընտրված ադսորբացիոն մոլեկուլներին ներթափանցել դրանց մեջ, մինչդեռ օգտագործված ամենափոքր մոլեկուլները, ինչպիսիք են ջրի մոլեկուլները, ցույց են տալիս «ամբողջական» ներթափանցում այդ ծակոտիների մեջ՝ որոշված ​​կլանման ծավալով:

Երբ միկրոծակերը չափազանց փոքր են մեթանոլի կամ բենզոլի մոլեկուլների մուտքի համար, ապա նրանք դեռ ունակ են կլանել ջուրը: Վիսոցկին և Պոլյակովը նկարագրել են սիլիցիումի մի տեսակ, որը պատրաստվում էր սիլիցիումի թթվից և ջրազրկվում էր ցածր ջերմաստիճանում։

Գրեգը և Լենգֆորդը մշակել են նոր մոտեցում, այսպես կոչված, նախադսորբցիոն մեթոդ՝ ածխի միկրոծակոտիները մեզոպորների առկայության դեպքում հայտնաբերելու համար։ Սկզբում ներծծվել է նոնանը, որը 77 K ջերմաստիճանում ներթափանցել է միկրոծակոտիները, այնուհետև այն դուրս է մղվել սովորական ջերմաստիճանում, սակայն միկրոծակոտիները մնացել են լցված: Դրանից հետո նմուշի մակերեսը չափվել է BET ազոտի մեթոդով սովորական եղանակով, և Այս որոշման արդյունքները համահունչ էին երկրաչափորեն չափված մակերևույթին, որը հայտնաբերվել է էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով: Միկրոծակոտիների ուսումնասիրության նմանատիպ նախադսորբցիոն մեթոդ, անշուշտ, կարող է օգտագործվել սիլիցիումի հետ, բայց այս դեպքում, հավանաբար, պետք է օգտագործվի շատ ավելի բևեռային ադսորբատ: արգելափակել միկրոծակերը, օրինակ՝ դեկանոլը:

Ռենտգենյան ճառագայթների ցրում փոքր անկյուններում: Ռիտերը և Էրիխը կիրառեցին այս մեթոդը և ստացված արդյունքները համեմատեցին ադսորբցիոն չափումների հետ։ Լոնգմանը և ուրիշները համեմատեցին ցրման մեթոդը սնդիկի ներթափանցման մեթոդի հետ: Նույնիսկ ավելի վաղ այս մեթոդի հնարավորությունները նկարագրել են Poraj-Kositz et al., Poroda and Imelik, Teichner and Carteret:

18 թիվ 250 հրաման

Սնդիկի սեղմման մեթոդ. Մերկուրին չի թրջում սիլիցիումի մակերեսը, և անհրաժեշտ է քսել բարձր ճնշումստիպել հեղուկ սնդիկին մտնել փոքր ծակոտիներ: Ուոշբերնը հանգեցրել է հավասարումը

որտեղ p-ը հավասարակշռության ճնշումն է. ա - սնդիկի մակերեսային լարվածություն (480 դին/սմ); 0 - շփման անկյուն սնդիկի և ծակոտի պատի միջև (140 °); gr - ծակոտի շառավիղ:

Այս հավասարումից հետևում է, որ արտադրյալը pgr = 70,000, եթե p-ն արտահայտված է մթնոլորտում, իսկ grp-ն՝ անգստրոմներում։ Մերկուրին կարող է ներթափանցել 100 Ա շառավղով ծակոտիների մեջ 700 ատմ-ից բարձր ճնշման դեպքում: Հետևաբար, սնդիկը միկրոծակոտիներ ներթափանցելու համար պետք է կիրառվեն շատ բարձր ճնշումներ:

Խնդիրներից մեկն այն է, որ եթե սիլիկա գելը շատ ամուր չէ, նմուշի կառուցվածքը քայքայվում է սնդիկի արտաքին ճնշմամբ, նախքան սնդիկը կարող է թափանցել բարակ ծակոտիները: Այս պատճառով է, որ հետազոտական ​​նպատակներով նախընտրելի է ազոտի կլանման իզոթերմների չափման մեթոդը: Այնուամենայնիվ, ուժեղ պինդ նյութերի համար, ինչպիսիք են արդյունաբերական սիլիցիումի կատալիզատորները, սնդիկի ծակոտկենաչափությունը շատ ավելի արագ է, ոչ միայն ինքնին փորձի կատարման առումով, այլև տվյալների մշակման հարցում՝ ծակոտիների չափի բաշխման կորեր կառուցելու համար:

Առևտրային սնդիկի ծակոտկենաչափերը լայնորեն հասանելի են, և այս մեթոդի բարելավված տարբերակները նկարագրված են աշխատանքներում: De Wit-ը և Scholten-ը համեմատել են սնդիկի ծակոտկենության միջոցով ստացված արդյունքները ազոտի կլանման վրա հիմնված մեթոդների արդյունքների հետ։ Նրանք եզրակացրեցին, որ սնդիկի ներթափանցման մեթոդը դժվար թե օգտագործվի ծակոտիները ուսումնասիրելու համար, որոնց տրամագիծը 10 նմ-ից պակաս է (այսինքն՝ 50 Ա-ից փոքր շառավիղ): Սեղմված «Աերոզիլ» փոշու դեպքում ծակոտիի շառավիղը, որը որոշվում է սնդիկի ներթափանցմամբ, բաշխման կորի առավելագույնում մոտ 70 Ա է, մինչդեռ ազոտի կլանման մեթոդը հաշվարկելիս տվել է 75 և 90 Ա արժեքներ: բաշխման կորը տարբեր մեթոդներով: Անհամապատասխանությունը կարող է պայմանավորված լինել մոտ 40 Ա շառավղով կոր սնդիկի մենիսկով, որն ունի ավելի ցածր (գրեթե 50%) մակերեսային լարվածություն, քան հարթ մակերեսի հետ սնդիկի շփման դեպքում: Ըստ Zweitering-ի, այս մեթոդների միջև հիանալի համաձայնություն կա, երբ ծակոտիների տրամագիծը մոտ 30 նմ է: Մանրամասն նկարագրությունԱռևտրային սնդիկի ծակոտկենաչափի (կամ ներթափանցման) վրա աշխատանքը, անհրաժեշտ ուղղումների ներդրումը և ծակոտիների չափերի հաշվարկման փաստացի մեթոդը ներկայացրել են Ֆրևելը և Կրեսլին: Հեղինակները նաև տվել են տեսական ծակոտկենաչափական կորեր դեպքերի համար տարբեր փաթեթներմիատեսակ չափերի գնդիկներ.

Բնօրինակ փաստաթուղթ?

ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ4

Ծակոտիների չափի բաշխում

Ծակոտկեն միջավայրի թափանցելիությունը հիմնականում կախված է ֆիլտրման ալիքների չափից: Ուստի մեծ ուշադրություն է դարձվում ծակոտկեն տարածության կառուցվածքի ուսումնասիրությանը:

Անթափանցելիության կախվածությունը ֆիլտրման ալիքների չափից կարելի է ձեռք բերել՝ Դարսիի և Պուազեի օրենքները համատեղ կիրառելով ծակոտկեն միջավայրի վրա, որը ներկայացված է ամբողջ երկարությամբ նույն խաչմերուկ ունեցող խողովակների համակարգով: Պուազեի օրենքի համաձայն՝ հեղուկի հոսքը ( Ք) նման ծակոտկեն միջավայրի միջոցով կլինի

(1)

Որտեղ n- մեկ միավորի ֆիլտրման տարածքի ծակոտիների քանակը;

Ռ- ֆիլտրման ալիքների միջին շառավիղը;

Ֆ- ֆիլտրման տարածք;

ԴՊ- ճնշման անկում;

մ - հեղուկի դինամիկ մածուցիկություն;

Լ- ծակոտկեն միջավայրի երկարությունը.

Ծակոտկեն միջավայրի մոդելի ծակոտկենության գործակիցը հավասար է

(2)

Այնուհետև (2) փոխարինելով (1)՝ մենք ստանում ենք

(3)

Դարսիի օրենքի համաձայն, հեղուկի հոսքը նման ծակոտկեն միջավայրով կլինի

(4)

Այստեղ կ- թափանցելիության գործակիցը.

Լուծելով (3) և (4) համար կ, ստանում ենք.

Որտեղ

Եթե ​​թափանցելիությունը չափենք mkm 2-ով, իսկ շառավիղը՝ mkm, ապա

(5)

Ստացված արտահայտությունը քիչ օգուտ ունի իրական ծակոտկեն միջավայրում ֆիլտրման ալիքների չափը հաշվարկելու համար, բայց այն պատկերացում է տալիս այս լրատվամիջոցների պարամետրերի մասին, որոնք ամենաուժեղ ազդեցությունն ունեն թափանցելիության վրա:

Ուդմուրտիայի և Պերմի շրջանի դաշտերում ջրամբարների ուսումնասիրությունները հնարավորություն են տվել ձեռք բերել հարաբերակցություններ ֆիլտրման ալիքների միջին շառավիղի և ապարների ֆիլտրացիոն-հզորության բնութագրերի միջև: Տերրիգեն և կարբոնատային ապարների համար այս կախվածությունը նկարագրվում է համապատասխանաբար հավասարումներով.

Այսպիսով, ապարների ֆիլտրացիոն-հզորության բնութագրերի փոփոխությունների ողջ տիրույթում կարբոնատներում ֆիլտրման ալիքների միջին չափերը 1,2-1,6 անգամ ավելի են, քան տերրիգեն ապարներում։

Զտիչ ալիքների բաշխում ըստ չափի

Ծակոտկեն միջավայրում ֆիլտրման ալիքների կառուցվածքն ուսումնասիրելու հիմնական մեթոդներից մեկը մազանոթային ճնշման կորի ձեռքբերումն ու մշակումն է՝ ֆիլտրման ալիքների չափերի բաշխման բնույթի մասին հետաքրքրող տեղեկատվություն ստանալու, միջին շառավիղը հաշվարկելու և. ծակոտկեն միջավայրի տարասեռության բնութագրերը. Մազանոթային ճնշման կորերը բնութագրում են ապարների ջրի հագեցվածության կախվածությունը մազանոթային ճնշումից: Դրանք ստացվում են սնդիկի ներթափանցմամբ, կիսաթափանցիկ թաղանթով կամ ցենտրիֆուգմամբ։ Առաջինն այժմ գործնականում չի օգտագործվում թունավորության և այլ հետազոտություններում ուսումնասիրված նմուշները վերօգտագործելու անկարողության պատճառով: Երկրորդ մեթոդը հիմնված է ճնշման տակ գտնվող նմուշից ջրի տեղափոխման վրա՝ ջրով հագեցած մանր ծակոտկեն (կիսաթափանցիկ) թաղանթով: Այս դեպքում նմուշում ճնշումը աստիճանաբար աճում է, և նմուշի քաշը կամ տեղահանված հեղուկի ծավալը կայունացնելուց հետո ծակոտկեն միջավայրի ջրային հագեցվածությունը հաշվարկվում է սահմանված ճնշման դեպքում, որը, երբ հավասարակշռությունը ձեռք է բերվում, համարվում է հավասար: մազանոթային ճնշման նկատմամբ. Գործընթացը կրկնվում է այնքան ժամանակ, մինչև ձեռք բերվի ուսումնասիրվող տարածաշրջանի երկրաբանական պայմաններին բնորոշ մնացորդային (կամ անկրճատելի) ջրային հագեցվածությունը: Առավելագույն ծակոտկեն ճնշումը սահմանվում է էմպիրիկորեն կոնկրետ տարածաշրջանի համար՝ հիմնվելով հետազոտվող ապարներում մնացորդային ջրային հագեցվածության ուղղակի և անուղղակի որոշման համեմատության արդյունքների վրա:

Երրորդ մեթոդը հիմնված է նույն սկզբունքների վրա, սակայն իրականացվում է ջրով հագեցած նմուշների ցենտրիֆուգման միջոցով չթրջվող հեղուկում, օրինակ՝ կերոսին: Եթե ​​առաջին երկու մեթոդներով չափվում է ճնշումը նմուշում, ապա ցենտրիֆուգման ժամանակ այն պետք է հաշվարկվի պտտման արագության և շառավիղի, նմուշի երկարության և հագեցնող հեղուկների խտության տվյալների հիման վրա: Նմուշը պտտվելիս ստեղծված ճնշումը հաշվարկելու համար օգտագործվում է բանաձև, որը ստացվում է այն ենթադրությամբ, որ ծակոտկեն միջավայրը մոդելավորվում է փոփոխական խաչմերուկով ֆիլտրման ալիքների փունջով:

,

Որտեղ P i- միջին ճնշումը ֆիլտրման ալիքի երկարության հատվածում լ ես, ունենալով մշտական ​​խաչմերուկ։

և ներկայացված է զտիչ ալիքների հավանականության խտության բաշխման կորի տեսքով՝ ըստ չափերի։ Զտիչ ալիքների միջին համարժեք շառավիղը սահմանվում է որպես

Ռ ավ = Ս(R i av * W i)/ Ս W i, (9)

որտեղ R i av =(R i + R i+1)/2-ը P ki-ից P ki+1 մազանոթային ճնշման փոփոխությունների միջակայքի միջին շառավիղն է:

W i = (K i -K i+1)/(R i -R i+1) - հավանականության խտությունը շառավղով փոփոխությունների այս միջակայքում։

Մազանոթային ճնշման կորերի կիրառման մեկ այլ ոլորտ կապված է ձևավորման անցումային գոտում ապարների ջրային հագեցվածության փոփոխությունների բնույթի գնահատման հետ: Այդ նպատակով մազանոթաչափության արդյունքները ներկայացված են Լևերեթի ֆունկցիայի տեսքով

Կախված ձևավորման անցումային գոտում ծակոտկեն միջավայրի ջրային հագեցվածությունից, որոշվում են փուլային թափանցելիությունները և գնահատվում են հիդրոդինամիկական պարամետրերը և որոշակի քանակությամբ հարակից ջրի հետ նավթ արտադրելու ունակությունը:

Մակերեւույթի խոնավացում

Ժայռի մակերեսը տարբեր աստիճանի թրջվում է ձևավորման հեղուկներով, ինչը արտացոլվում է դրանց ֆիլտրման բնույթով։ Թացությունը չափելու մի քանի մեթոդներ կան.

Նախ, լայնորեն կիրառվող մեթոդը հիմնված է ժայռի հատվածի վրա տեղադրված և ջրի կամ լուծույթի մեջ ընկղմված նավթի կաթիլի երկրաչափական չափերի չափման վրա։ քիմիական նյութ. Օգտագործելով օպտիկական նստարան, կարելի է չափել ստատիկ և կինետիկ շփման անկյունները: Ստատիկ շփման անկյունները բնութագրում են նավթաբեր ապարների ընդհանուր ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերը և հեղուկների թրջող հատկությունները: Կարևոր է իմանալ կինետիկ անկյունները՝ ուսումնասիրելով ապարների ընտրովի թրջումը ծակոտկեն միջավայրից նավթի ջրով տեղափոխման գործընթացում և ֆիլտրման ալիքներում մազանոթային ճնշման նշանն ու մեծությունը գնահատելու համար:

Որտեղ հ- անկման բարձրություն;

դ- վայրէջքի տարածքի տրամագիծը.

Կոնտակտային անկյունը վերաբերում է ավելի բևեռային հեղուկին (ջուր), ուստի ջրի մեջ նավթի անկման շփման անկյունը հաշվարկելիս չափված անկյունը հանվում է 180-ից:° .

Թեք թիթեղների վրա ներհոսքի և ելքի անկյունների չափման բոլոր սովորաբար օգտագործվող մեթոդները հնարավորություն չեն տալիս վերարտադրել իրական ծակոտկեն միջավայրում տեղի ունեցող գործընթացները:

Ջրի թրջող հատկությունների և ֆիլտրման ալիքների մակերևույթի բնույթի մասին որոշ պատկերացում կարելի է ստանալ՝ չափելով ծակոտկեն միջավայրի հագեցվածության արագությունը հեղուկով կամ այս հեղուկի մազանոթային տեղաշարժը մյուսի կողմից:

Այժմ ամենապարզ և ամենատեղեկատվականներից մեկը Amott-Hervey մեթոդն է՝ ֆիլտրման ալիքների մակերեսի թրջելիությունը գնահատելու համար: Այն հիմնված է մազանոթային ճնշման կորերի ուսումնասիրության վրա, որոնք ստացվում են նմուշներից ջուրը կլանելու և արտահոսելու միջոցով ժայռեր. Թրջման ինդեքսը սահմանվում է որպես ջրահեռացման և կլանման ընթացքում մազանոթային ճնշման կորերի տակ գտնվող տարածքների հարաբերակցության լոգարիթմ: Թրջելիության ինդեքսի արժեքը տատանվում է -1-ից բացարձակ հիդրոֆոբ մակերեսների համար մինչև +1 բացարձակ հիդրոֆիլ մակերեսների համար: -0,3-ից +0,3 տատանվող թրջելիության ինդեքսով ժայռերը բնութագրվում են որպես միջանկյալ թրջվողությամբ: Հավանական է, որ խոնավության այս ցուցանիշի արժեքը համարժեք է Կոս Ք. Համենայն դեպս այն փոխվում է նույն միջակայքում ու նույն նշաններով։ Ուդմուրտիայի դաշտերի ջրամբարներում թրջման ցուցանիշները տատանվում են -0,02-ից մինչև +0,84: Այսինքն՝ հայտնաբերվում են հիմնականում հիդրոֆիլ ապարներ և միջանկյալ թրջողությամբ ապարներ։ Ընդ որում, գերակշռում են վերջիններս։

Պետք է նշել, որ մակերևույթի հատկությունների բոլոր բազմազանությամբ, թրջելիության ցուցանիշները ներկայացնում են մի տեսակ ինտեգրալ հատկանիշ, քանի որ. Իրական ծակոտկեն միջավայրում միշտ կան ալիքներ, որոնք երբեք նավթ չեն պարունակել, և որոնք, հետևաբար, միշտ մնացել են հիդրոֆիլ: Հետևաբար, կարելի է ենթադրել, որ հիմնական խոշոր ֆիլտրման ուղիները, որոնցով շարժվում են ածխաջրածինները, շատ ավելի հիդրոֆոբ են, քան մենք կարող ենք գնահատել՝ օգտագործելով ինտեգրալ բնութագրերը:

Հատուկ մակերես

Հատուկ մակերեսը չափվում է մ 2 / մ 3 կամ մ 2 / գ: Հատուկ մակերեսի չափը կախված է հանքային և գրանուլոմետրիկ կազմից, հատիկների ձևից, ցեմենտի պարունակությունից և տեսակից: Բնական ներծծողներն ունեն ամենամեծը: կոնկրետ մակերես՝ կավեր, տրիպոլիներ, բոքսիտների որոշ տեսակներ, տուֆի մոխիր։

Հատուկ մակերեսը գնահատելու համար մշակվել են ադսորբցիա, ֆիլտրում, օպտիկական, էլեկտրոնային մանրադիտակային, գրանուլոմետրիկ և այլ լաբորատոր հետազոտության մեթոդներ:

Ադսորբցիոն մեթոդները կարող են լինել ստատիկ և դինամիկ և հիմնված են՝ 1) գոլորշու ազոտի, արգոնի, կրիպտոնի, ջրի, սպիրտների, ածխաջրածինների կլանման վրա. 2) լուծույթներից նյութերի կլանումը. 3) մակերեսային փոխանակում. 4) գոլորշիների կլանման և թրջման ջերմությունը.

Զտման մեթոդները հիմնված են սեղմված գազերի կամ հեղուկների և հազվագյուտ գազերի զտման վրա հավասարակշռված և ոչ հավասարակշռված ռեժիմներում:

Սնդիկի ծակոտկենաչափությունը և ապարների ծակոտկեն տարածությունը թրջող չթրջող հեղուկի տեղահանման մեթոդը հիմնված են մազանոթային երևույթների ուսումնասիրության վրա։

Զտիչ ալիքների (Կոզենի-Կարման) հատուկ մակերեսը գնահատելու եղանակներից մեկը ներառում է ժայռի նմուշի ծակոտկենության, թափանցելիության և էլեկտրական հաղորդունակության ուսումնասիրությունը: Այնուհետև, իմանալով այս պարամետրերը, կարող եք հաշվարկել ֆիլտրման ալիքների հատուկ մակերեսը

Այստեղ Տ g - հիդրավլիկ ոլորուն;

զ- Kozeny հաստատուն;

TO pr - թափանցելիություն, մ 2;

մ n - ծակոտկենություն, միավորներ

Ընդհանրապես ընդունված է, որ , որտեղ (այստեղ  vpc և  v են ջրով հագեցած ապարների և ջրի էլեկտրական դիմադրողականությունը): Մեթոդի թերությունը ոլորապտույտ գործակցի և անհայտ Կոզենի գործակցի խիստ պայմանական հաշվարկն է։

Մեկ այլ մեթոդ հիմնված է ծակոտկեն միջավայրի նմուշի միջոցով հելիումի և արգոնի զտման վրա: Այս դեպքում հատուկ ֆիլտրման մակերեսի արժեքը հաշվարկվում է բանաձևով.

Որտեղ Ս sp - հատուկ ֆիլտրման մակերես, սմ -1;

Պ Նա, Պ Ար- ճնշում հելիումի և արգոնի գծում, Pa;

մ- ծակոտկենություն;

Դ, Լ- նմուշի տրամագիծը և երկարությունը, սմ;

հ էֆ - գազային խառնուրդի արդյունավետ մածուցիկություն, Pa× Հետ;

Ռ- գազի հաստատուն 8.31× 10 7 ;

Տ- ջերմաստիճան, o K;

Ջ  , Ջ D - նմուշի միջոցով He-ի ընդհանուր և դիֆուզիոն հոսքը, մոլ× s -1 .

Որտեղ Վ- գազային խառնուրդի ծավալային արագություն, սմ 3 / վ;

ՀԵՏ- He-ի ծավալային կոնցենտրացիան գազային խառնուրդում,%.

Ծավալի կոնցենտրացիան Նագազային խառնուրդի ընդհանուր հոսքի մեջ որոշվում է կաթարոմետրի տրամաչափման գրաֆիկից՝ գծված կոորդինատներով U(v)-Գ(%)։ He-ի դիֆուզիոն հոսքի մեծությունը որոշվում է կախվածությամբ J= զ(Պ Նա 2 -Պ Ար 2) որպես օրդինատների առանցքի վրա կտրված հատված՝ մի շարք փորձարարական կետերով անցնող ուղիղ.

Ուդմուրտիայի դաշտերի ջրամբարների համար ստացվել են ֆիլտրման հատուկ մակերեսի կախվածություն ապարների ֆիլտրացիոն-հզորության բնութագրերից։ Տերրիգեն ջրամբարների համար այս կախվածությունը նկարագրվում է ռեգրեսիոն հավասարմամբ՝ -0,928 հարաբերակցության գործակցով:

-0,892 հարաբերակցության գործակցով։

Նմանատիպ հավասարումներ են ստացվել զարգացման մի շարք կոնկրետ օբյեկտների համար։

Չկա ուղիղ կապ ապարների թափանցելիության և նրանց ծակոտկենության միջև: Օրինակ, ցածր ծակոտկեն ճեղքված կրաքարերն ունեն բարձր թափանցելիություն, մինչդեռ կավերը, որոնք երբեմն ունեն բարձր ծակոտկենություն, գործնականում անթափանց են հեղուկների և գազերի համար, քանի որ կավերը պարունակում են ենթամազանոթային չափերի ալիքներ: Միջին հաշվով, իհարկե, ավելի թափանցելի ապարներն ավելի ծակոտկեն են։ Ժայռերի թափանցելիությունը հիմնականում կախված է ծակոտկեն ալիքների չափերից։ Այս կախվածության տեսակը կարող է սահմանվել Դարսիի և Պուազեի օրենքների հիման վրա (հեղուկի հոսք գլանում):

Պատկերացնենք ծակոտկեն ապարները որպես L երկարությամբ (ապարի ծավալի երկարություն) նույն լայնական կտրվածքի ուղիղ խողովակների համակարգ։

Պուազեի օրենքի համաձայն՝ այս ծակոտկեն միջավայրով հեղուկի հոսքի արագությունը Q է.

որտեղ n-ը ծակոտիների (խողովակների) քանակն է մեկ միավորի ֆիլտրման տարածքում, R-ը ծակոտկեն ալիքների շառավիղն է (կամ միջավայրի ծակոտիների միջին շառավիղը), F-ը ֆիլտրման տարածքն է, ΔР-ն ճնշման անկումն է, μ-ը. հեղուկի դինամիկ մածուցիկությունը, L-ն ծակոտկեն միջավայրի երկարությունն է:

Քանի որ միջավայրի ծակոտկենության գործակիցը (մ).

ապա փոխարենը փոխարինելով (1.15):
ծակոտկենության արժեքը m, մենք ստանում ենք.

(1.16)

Մյուս կողմից, հեղուկի հոսքը Q որոշվում է Դարսիի օրենքով.

(1.17)

Հավասարեցնելով (1.16) և (1.17) բանաձևերի աջ կողմերը՝ մենք գտնում ենք.

(1.18)

(1.19)

(եթե [k]=µm 2, ապա [R]=µm):

R-ի արժեքը որոշում է թափանցելիությամբ k և ծակոտկենության m իդեալական ծակոտկեն միջավայրի ծակոտիների շառավիղը (ուղիղ խողովակներով ապարների մոդելներ):

Իրական ծակոտկեն միջավայրի համար R-ի արժեքը պայմանական նշանակություն ունի, քանի որ մ-ը հաշվի է առնում ծակոտիների շերտավոր կառուցվածքը և ոլորունությունը։ Ֆ.Ի. Կոտյախովն առաջարկել է իրական ծակոտկեն միջավայրի միջին ծակոտի շառավիղը (R) որոշելու բանաձև.

(1.20)

որտեղ λ, φ – անչափ պարամետրեր (φ – ծակոտկենություն ունեցող ծակոտիների կառուցվածքային գործակիցը m≈ 0,28÷0,39, φ≈ 1,7÷2,6), λ=
- հաստատուն արժեք.

Հատիկավոր ապարների կառուցվածքային գործակիցը կարելի է մոտավորապես որոշել՝ օգտագործելով էմպիրիկ բանաձևը.

(1.21)

Ծակոտիների չափի բաշխում. Կորեր. Մազանոթային ճնշումը ծակոտիների հագեցվածությունն է թրջման փուլով:

Ծակոտկեն ապարում տարբեր չափերի ծակոտիների (R շառավղով) պարունակությունը որոշելու հիմնական մեթոդները.

նմուշի մեջ սնդիկի սեղմման մեթոդ;

կիսաթափանցիկ բաժանման մեթոդ;

կենտրոնախույս մեթոդ.

Սնդիկի սեղմման մեթոդ.

Յուղից լվացված չոր քարի նմուշը տեղադրվում է սնդիկով լցված խցիկում (տարհանումից հետո)։ Սնդիկը սեղմվում է նմուշի ծակոտիների մեջ՝ օգտագործելով հատուկ մամլիչ՝ ճնշման աստիճանական աճով: Սնդիկի խորացումը կանխում է ծակոտիներում նրա մազանոթային ճնշումը, որը կախված է ծակոտիների շառավղից և սնդիկի թրջող հատկություններից։ Ծակոտիների «շառավիղը», որոնց մեջ սեղմված է սնդիկը, որոշվում է բանաձևով.

(1.22)

որտեղ P K-ը մազանոթային ճնշումն է, δ՝ մակերեսային լարվածությունը (սնդիկի δ=430 մՆ/մ), θ՝ շփման անկյունը (սնդիկի համար ենթադրվում է θ=140 0), R-ը՝ ծակոտիի շառավիղը։

Երբ խցիկում ճնշումը բարձրանում է P 1-ից մինչև P 2, սնդիկը սեղմվում է միայն այն ծակոտիների մեջ, որոնցում կիրառվող ճնշումը հաղթահարել է սնդիկի մենիսկի մազանոթային ճնշումը, այսինքն. սնդիկը մտնում է ծակոտիները, որոնց շառավիղը տատանվում է R 1 =-ից
նախքան
. Այս ծակոտիների ընդհանուր ծավալը շառավղով (R 2 ≤R≤R 1) հավասար է նմուշի մեջ սեղմված սնդիկի ծավալին, երբ ճնշումը բարձրանում է P 1-ից մինչև P 2:

Ճնշումը հաջորդաբար ավելանում է, և սեղմված սնդիկի ծավալը գրանցվում է այնքան ժամանակ, մինչև նմուշն այլևս չընդունի այն: Այս կերպ որոշվում է տարբեր չափերի ծակոտիների ծավալը։

Կիսաթափանցելի (ցածր թափանցելի) միջնորմների մեթոդ.

Օգտագործեք տեղադրումը (նկ. 9):

1 – հեղուկով (ջուր կամ կերոսին) հագեցած նմուշ.

2- տեսախցիկ;

3 – կիսաթափանցելի միջնորմ (մեմբրան);

4 - ճնշման չափիչ;

5 – աստիճանավոր հեղուկ թակարդ;

6 – ճնշման տակ գազի (ազոտի) մատակարարում.

Նմուշը և թաղանթը հագեցած են հեղուկով։

Մեմբրանի ծակոտիները (կերամիկական, ճենապակե և այլն) պետք է զգալիորեն փոքր լինեն նմուշի միջին ծակոտիներից:

Նմուշից հեղուկը տեղափոխվում է ազոտով, որի ճնշումը ստեղծվում է 2-րդ խցիկի ներսում և չափվում է ճնշաչափով 4:

Երբ ճնշումը մեծանում է, ազոտը սկզբում մտնում է նմուշի մեծ ծակոտիները, և հեղուկը դրանք թողնում է թաղանթ 3-ի ծակոտիների միջով դեպի աստիճանավոր ծուղակ 5: Խցիկ 2-ից մինչև թաղանթ 3 ազոտը կարող է ճեղքվել միայն այն ժամանակ, երբ ճնշումը գերազանցում է մազանոթը: մինիների ճնշումը մեմբրանի ծակոտիներում () - սա ճնշումը բարձր է թաղանթում ծակոտիների փոքր չափերի պատճառով և սահմանափակում է խցիկում փորձարկված ճնշումների վերին շեմը:

2-րդ խցիկում ճնշումը աստիճանաբար ավելացնելով և նմուշից տեղահանված հեղուկի համապատասխան ծավալները գրանցելով (1.22) բանաձևով, ծակոտիների ծավալը որոշվում է կախված դրանց շառավիղների (չափերի) ընդմիջումներից (նախ անհրաժեշտ է գտնել հեղուկի δ և θ արժեքները):

Վերլուծության արդյունքները սովորաբար պատկերված են ծակոտիների չափերի դիֆերենցիալ բաշխման կորերի տեսքով (նկ. 10): Ծակոտկեն ալիքների շառավիղները միկրոմետրերով գծագրված են աբսցիսայի առանցքի երկայնքով, իսկ օրդինատների առանցքի երկայնքով՝
- ծակոտիների ծավալի հարաբերական փոփոխությունը մեկ միավորի փոփոխության վրա իրենց շառավղով R. Ըստ ջրամբարների փորձարարական ուսումնասիրությունների՝ հեղուկի շարժումը տեղի է ունենում 5 - 30 մկմ շառավղով ծակոտիների միջով։

Կենտրոնախույս մեթոդ.

Հիմնվելով ցենտրիֆուգում հեղուկով հագեցած միջուկի պտույտի վրա: Արդյունքում զարգանում են կենտրոնախույս ուժեր՝ հեշտացնելով ծակոտիներից հեղուկի հեռացումը։ Քանի որ պտտման արագությունը մեծանում է, հեղուկը հեռացվում է ավելի փոքր շառավղով ծակոտիներից:

Փորձը գրանցում է հեղուկի ծավալը, որը դուրս է հոսում որոշակի պտտման արագությամբ: Պտտման արագության հիման վրա հաշվարկվում են նմուշում հեղուկը պահող կենտրոնախույս ուժը և մազանոթային ճնշումը: Ելնելով մազանոթային ճնշման արժեքից՝ որոշվում է ծակոտիների չափը, որոնցից հեղուկը դուրս է հոսել պտտման տվյալ արագությամբ, և կառուցվում է ծակոտիների չափերի դիֆերենցիալ բաշխման կոր:

Կենտրոնախույս մեթոդի առավելությունը հետազոտության արագությունն է։

Ելնելով վերը նշված բոլոր չափման մեթոդներից ստացված տվյալների հիման վրա, բացի ծակոտիների չափերի դիֆերենցիալ բաշխման կորից, հնարավոր է կառուցել ևս մեկ կոր՝ մազանոթային ճնշման կախվածությունը ծակոտի ջրի հագեցվածությունից (նկ. 11):

Պ ժայռերի դիմադրություն.

K 3 >K 2 >K 1

Կիսաթափանցելի միջնորմների մեթոդը հնարավորություն է տալիս ստանալ Рк=f(S В) կախվածություններ, որոնք ամենամոտ են ջրամբարի պայմաններին, քանի որ. Ջուրն ու յուղը կարող են օգտագործվել որպես հագեցնող և տեղահանող միջավայր:

Рк=f(S В) կախվածությունը լայնորեն կիրառվում է նավթ-ջուր, ջուր-գազ անցումային գոտիներում ջրամբարի մնացորդային ջրային հագեցվածությունը գնահատելիս։

Քարի թափանցելիության որոշման լաբորատոր մեթոդներ.

Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ ապարների թափանցելիությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից (ապարի ճնշում, ջերմաստիճան, հեղուկների փոխազդեցություն պինդ փուլի հետ և այլն), անհրաժեշտ են այդ կախվածությունները փորձարարական ուսումնասիրության մեթոդներ։ Օրինակ, տեղադրված է.

ապարների թափանցելիությունը գազի համար միշտ ավելի բարձր է, քան հեղուկի համար (ալիքների մակերևույթի երկայնքով գազի մասնակի սահելու պատճառով - Կլինկենբերգի էֆեկտը և ջրամբարների պատերին հեղուկի կլանումը, կավերի այտուցումը և այլն);

ջերմաստիճանի և ճնշման բարձրացմամբ ապարների գազի թափանցելիությունը նվազում է (մոլեկուլների ազատ ուղու նվազում և շփման ուժերի աճ). 10 ՄՊա ճնշման դեպքում որոշ ապարներում գազի թափանցելիությունը նվազում է 2 անգամ՝ համեմատած դրա հետ։ մթնոլորտային ճնշման դեպքում (0,1 ՄՊա); 20 0 C-ից մինչև 90 0 C ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում ապարների թափանցելիությունը կարող է նվազել 20 - 30% -ով:

Օգտագործված adsorbents.

1) Ազոտ (99,9999%) հեղուկ ազոտի ջերմաստիճանում (77,4 Կ)

2) Եթե հաճախորդը տրամադրում է ռեակտիվներ, ապա հնարավոր է չափումներ կատարել՝ օգտագործելով տարբեր, ներառյալ. հեղուկ կլանիչներ՝ ջուր, բենզոլ, հեքսան, SF 6, մեթան, էթան, էթիլեն, պրոպան, պրոպիլեն, n-բութան, պենտան, NH 3, N 2 O, He, Ne, Ar, Xe, Kr, CO, CO 2 ( ՌԿ մասնագետների հետ պայմանավորվածությունից հետո):

Բացարձակ ճնշման աշխատանքային միջակայք - 3.8 10 -9 - 950 մմ Hg: Արվեստ.

Գործիքային չափման սխալ՝ 0,12-0,15%

Հնարավոր է չափել կլանման արագությունը սահմանված հարաբերական ճնշումներում: Հնարավոր է նաև չափել կլանման իզոստերիկ ջերմությունը (եթե օգտագործողը ցածր ջերմաստիճանի լոգանքի համար տրամադրում է հեղուկ ազոտի ջերմաստիճանից տարբերվող հեղուկ գազեր):

Պահանջվող բնութագրերը.

1) ցանկալի է ունենալ տեղեկատվություն նմուշում ծակոտկենության բացակայության/առկայության մասին, առկայության դեպքում՝ ծակոտկենության բնույթը (միկրո և մեզո-), հատուկ մակերեսի մեծության կարգը.

2) ուսումնասիրության նպատակը. BET մակերես, ծակոտիների չափի բաշխում և ծակոտիների ծավալ (իզոթերմի հիստերեզի հանգույց և/կամ ցածր ճնշման շրջան) կամ ամբողջական կլանման իզոթերմ

3) վակուումում նմուշի գազազերծման առավելագույն թույլատրելի ջերմաստիճանը (50-450°C 1°C աճով, առաջարկվում է օքսիդային նյութերի համար՝ 150°C, միկրոծակոտկեն նյութերի և ցեոլիտների համար՝ 300°C):

Նմուշի պահանջներ և նշումներ.

1) Ադսորբցիոն իզոթերմային չափումները կատարվում են միայն ցրված (փոշի) նմուշների համար.

2) Անհայտ նմուշի նվազագույն պահանջվող քանակությունը 1 գ է (եթե նմուշի հատուկ մակերեսը 150 մ 2/գ-ից ավելի է, ապա նվազագույն քանակը 0,5 գ է, եթե հատուկ մակերեսը գերազանցում է 300 մ 2-ը։ /գ, ապա նվազագույն քանակությունը 0,1 գ է): Նմուշի առավելագույն քանակը 3-7 գ է (կախված նյութի զանգվածային խտությունից):

3) Չափումից առաջ նմուշները տաքացնելիս պետք է գազազերծվեն վակուումում: Նմուշը նախ պետք է չորացնել ջեռոցում, գազազերծման ժամանակ չպետք է թունավոր նյութեր արտանետվեն, նմուշը չպետք է փոխազդի ապակե չափիչ խողովակի հետ:

4) Չափման համար օգտագործվող նյութի նվազագույն հատուկ մակերեսը 15 մ 2/գ է (կարող է տարբեր լինել՝ կախված մակերևույթի բնույթից և նմուշի կազմից):

5) ԲԵՏ մեթոդով հատուկ մակերեսի որոշումը, տեսական սահմանափակումների պատճառով, անհնար է միկրոծակոտկենություն ունեցող նյութերի համար.

6) Գազային փուլից ազոտի կլանումը չափելիս ծակոտիների չափի բաշխումը հնարավոր է 0,39 – 50 նմ լայնություն/տրամագիծ ունեցող ծակոտիների համար (ԲԴԿ մեթոդով մինչև 300 նմ՝ կախված նմուշից): Ծակոտիների չափերի բաշխման կորի կառուցումը կատարվում է կառուցվածքային տարբեր մոդելների հիման վրա՝ ճեղքաձեւ, գլանաձեւ կամ գնդաձեւ ծակոտիներ; Անհնար է որոշել ծակոտիների ձևը կլանման իզոթերմայից, այս տեղեկատվությունը տրամադրվում է օգտագործողի կողմից:

" onclick="window.open(this.href," win2 return false > Տպել

, micropores , monodisperse , morphology of nanostructures , nanopowder , nanopores , nanostructure , nanoparticle Մասնիկների քանակի (ծավալի, զանգվածի) կախվածության որոշումը հետազոտվող նյութում դրանց չափից և կորի (հիստոգրամի) կախվածության որոշումը: Նկարագրություն

Չափերի բաշխման կորը արտացոլում է համակարգի ցրվածությունը: Այն դեպքում, երբ կորը կարծես նեղ հիմքով սուր գագաթ է, այսինքն. մասնիկները կամ ծակոտիները գրեթե նույն չափն ունեն, խոսում են մոնոդիսպերս համակարգի մասին։ Պոլիդիսպերս համակարգերը բնութագրվում են բաշխման կորերով, որոնք ունեն լայն գագաթներ՝ առանց հստակ սահմանված առավելագույնի: Եթե ​​կան երկու կամ ավելի հստակ սահմանված գագաթներ, բաշխումը համապատասխանաբար համարվում է երկմոդալ և բազմամոդալ

.

Հարկ է նշել, որ հաշվարկված մասնիկների (ծակոտիների) չափի բաշխումը կախված է արդյունքների մեկնաբանման համար ընդունված մոդելից և մասնիկի (ծակոտի) չափը որոշելու մեթոդից, հետևաբար բաշխման կորերը կառուցված են մասնիկի (ծակոտի) որոշման տարբեր մեթոդների համաձայն: չափը, դրանց ծավալը, կոնկրետ մակերեսները և այլն կարող են տարբեր լինել

.

Մասնիկների չափերի բաշխման ուսումնասիրության հիմնական մեթոդներն են օպտիկական, էլեկտրոնային և ատոմային ուժային մանրադիտակի տվյալների վիճակագրական մշակումը և նստվածքը։ Ծակոտիների չափերի բաշխման ուսումնասիրությունը սովորաբար իրականացվում է ադսորբցիոն իզոթերմների վերլուծությամբ՝ օգտագործելով BJH մոդելը: Հեղինակներ

Հղումներ

1. Նշանների և տերմինաբանության ձեռնարկ // Pure Appl. Քիմ. - հ.46, 1976 - էջ. 71
2. Սեթերֆիլդ Չ. Գործնական դասընթացտարասեռ կատալիզ - M.: Mir, 1984 - 520 p.
3. Կարնաուխով Ա.Պ. Ադսորբցիա. Ցրված և ծակոտկեն նյութերի հյուսվածք - Նովոսիբիրսկ: Nauka, 1999. - 470 p.

Նկարազարդումներ Պիտակներ Բաժիններ
Նանոնյութերի սերտիֆիկացման և վերահսկման և դրանց ֆունկցիոնալ հատկությունների ախտորոշման մեթոդներ
Ծակոտկեն նյութեր, ներառյալ ֆիլտրերը

Տես նաև այլ բառարաններում.

թաղանթ, ուղի- Term membrane, track Տերմին անգլերեն tracked etched membrane Հոմանիշներ Հապավումներ Հարակից տերմիններ dialysis, membrane Սահմանում Բարակ բյուրեղային շերտեր, մետաղական փայլաթիթեղներ կամ թաղանթներ (սովորաբար պոլիմեր, 5–25 մկմ հաստությամբ), համակարգ ...

նանոփոշի- Տերմինը nanopowder Տերմինը անգլերենում nanopowder Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ hydrothermal synthesis, dispersity, sol-gel transition, sol-gel process, compact of nanoponders, cryopowder, crystallite, BET, մեթոդ, BJH մեթոդ,... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

կլանման իզոթերմ- Տերմին adsorption isotherm Տերմին անգլերեն adsorption isotherm Հոմանիշներ Հապավումներ Հարակից տերմիններ adsorption, BET, մեթոդ, BJH մեթոդ, չափի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ) Սահմանում Կախվածությունը ներծծվող նյութի քանակից... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

միաձուլել- Տերմինը monodisperse The տերմինը անգլերեն monodisperse Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ nanopowder, չափի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ) Սահմանում Համակարգը կոչվում է մոնոդիսպերս, եթե դրա կազմի մեջ ներառված մասնիկները (ծակոտիները) ունեն... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

միկրոծակեր- Տերմին micropores Տերմին անգլերեն micropores Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ macropores, nanopores, porous material, porometry, sorbent, molecular sieves, micromorphology, չափի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ), ծակոտկենություն, ծակոտիներ... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

macropores- Տերմինը macropores The տերմինը անգլերեն macropores Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ mesopores, micropores, nanopores, porous material, porometry, micromorphology, չափի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ), ծակոտկենություն, ծակոտիներ Սահմանում Pores... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

մեզոպորներ- Տերմին մեզոպորներ Տերմին անգլերենում հոմանիշների հապավումներ Հարակից տերմիններ macropores, mesoporous material, morphology of nanostructures, nanopores, porous material, porometry, sorbent, micromorphology, չափերի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ),... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

նանածակեր- Նանոծակոտկեն տերմինը Անգլերեն նանոծակոտկեն տերմինը Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ macropores, mesopores, micropores, morphology of nanostructures, nanoobject, nanoporous material, porous material, porosetry, չափերի բաշխում (ծակոտկեն,... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

միցելի կրիտիկական ջերմաստիճանը- Միցելի ձևավորման կրիտիկական ջերմաստիճան տերմինը Անգլերենում տերմինը Կրաֆտի ջերմաստիճան Հոմանիշներ Կրաֆտի ջերմաստիճան Հապավանքներ Հարակից տերմիններ ամֆիֆիլիկ, ամֆոտերային մակերևութային ակտիվ նյութ, հիդրոֆոբ փոխազդեցություն, կոլոիդային քիմիա, կոլոիդային... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

փոքր անկյան նեյտրոնների ցրում- Տերմինը փոքր անկյան նեյտրոնային ցրում Տերմին անգլերեն small angle neutron scattering Հոմանիշներ հապավումներ MNR, SANS Հարակից տերմիններ չափի բաշխում (ծակոտիներ, մասնիկներ) Նեյտրոնային ճառագայթի առաձգական ցրման սահմանում անհամասեռությունների վրա... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

նանոկառուցվածքների մորֆոլոգիա- Նանոկառուցվածքների տերմինի մորֆոլոգիա Տերմինը անգլերենի morphology of nanostructures Հոմանիշներ Հապավումներ Առնչվող տերմիններ ագրեգատ, հիդրոթերմալ սինթեզ, մեզոպորներ, մորֆոլոգիա, նանովիսկեր, նանոմանրաթել, նանոպատիճ, նանոէկապսուլյացիա, լամպ... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

նանոկառուցվածք- Տերմին նանոկառուցվածք Տերմին անգլերեն նանոկառուցվածք Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ biomimetic nanomaterials, capsid, microphase separation, multifunctional nanoparticles in բժշկության մեջ, նանոիոնիկա, շերտազատում, բաշխում... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

նանոմասնիկ- Նանոմասնիկ տերմինը Անգլերեն նանոմասնիկ տերմինը Հոմանիշներ հապավումներ Հարակից տերմիններ «խելացի» նյութեր, կենսահամատեղելի ծածկույթներ, հիդրոթերմային սինթեզ, էլեկտրական երկշերտ, դիսպերսիա-կարծրացնող համաձուլվածքներ, կապսիդ, կլաստեր... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

Բարձր ցրված, բարձր ծակոտկեն և այլ ավանդական նյութեր, ներառյալ ենթամիկրոնային բեկորները- Ենթաբաժիններ կոլոիդային համակարգերի վրա հիմնված սորբենտներ Ածխածնային նյութեր Նանոկառուցվածքային պոլիմերներ, մանրաթելեր և դրանց հիման վրա կոմպոզիտներ Ծակոտկեն նյութեր, ներառյալ ֆիլտրերՀոդվածներ «խելացի» կոմպոզիտային մանրաթելեր, ածխածնի քայքայումը դիալիզի կոլոիդ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան

Նանոկառուցվածքների և նանոնյութերի ախտորոշման և հետազոտության մեթոդներ- Ենթաբաժիններ Մանրադիտակի և սպեկտրոսկոպիայի զոնդային մեթոդներ. ատոմային ուժ, սկանավոր թունելավորում, մագնիսական ուժ և այլն: Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ Հաղորդման էլեկտրոնային մանրադիտակ, ներառյալ բարձր լուծաչափը Լյումինեսցենտ... ... Նանոտեխնոլոգիաների հանրագիտարանային բառարան