实验四四氯化碳测定催化剂的比孔容积

实验四四氯化碳测定催化剂的比孔容积 化学工艺实验技术 实验四 四氯化碳测定测定催化剂的比孔容积 一(实验目的 1(用四氯化碳吸附法测催化剂的比孔容积; 2(掌握测比孔容积的实验技术，了解其测定原理。 二(基本原理 多相催化反应使用的固体催化剂或载体多数是多孔性物质，其孔容积与比面积等往往直接或间接地影响催化剂活性的高低。 将1g催化剂颗粒内部所有孔所占的体积称比孔容积，或称比孔容，以Vg表示。 本实验是在一定的四氯化碳蒸气压下，使四氯化碳在催化剂的孔中凝聚，并把孔充满，凝聚的四氯化碳的体积就是催化剂内孔的体积。 产生凝聚现象时所的孔的半径r和相对压力p/p的关系，可以从开尔文0 (Kelivn)方程计算出。即: ,2cos,,V (1) r,0RTppln(/) 式中:σ—用做吸附液体的表面张力，N/cm; V—在温度T时吸附质的摩尔体积，ml/mol; R—气体常数; T—温度，k; θ—吸附剂与吸附质的接触角; P—在温度T时吸附质吸附平衡时的蒸汽压，pa; p—在温度T时吸附质正常饱和蒸气压，pa。 0 由开尔文公式可知，在一定温度下，吸附质在不同半径的孔中凝聚时，相对压力p/p越大，可凝聚的孔也越大。实验表明，当p/p大于0.95时，CCl在颗004粒之间的空隙中也将发生凝聚;当p/p大于0.97时，样品对四氯化碳的吸附量0 明显增加，以至形成块状而不能流动，此时实验得到的Vg将偏高。所以本实验采用p/p=0.95，为了保证p/p=0.95可在溶液中加入13.1%(体积)的十六烷(十00 六烷的蒸汽压低，25?时为0.02mmHg)，此时溶液的折光指数D=1.457~1.458，可以测定颗粒在40nm以下的催化剂或载体的比孔容。 比孔容Vg可按下式计算: WW12,gV, (ml/g) (2) 1Wd - 1 - 化学工艺实验技术 式中:W—催化剂样品重量，g; 1 W—催化剂的孔中充满CCl以后的总重量，g; 24 d—实验温度下的比重，g/ml(20?时为1.593)。 注:式中W应扣除空瓶本身吸附四氯化碳的量。 2 三(实验装置与试剂 1(实验装置流程如图1所示 2(实验试剂:四氯化碳为纯，正十六烷为化学纯。 四(实验步骤 1(将仪器按装好，检查系统的气密性。 2(配置CCl—CH混合液:取86.9ml CCl，加13.1ml n—CH充分混合均4163641636 20匀，配成100ml溶液后放入储罐中，测其遮光指数n=1.457~1.458为合格，否D 则需进行调整，保证溶液中CCl的分压为0.95。然后在加5ml CCl，补加量应44等于抽真空时被真空泵抽出并在冷阱中冷凝的CCl4量，以保证p/p=0.95，并加02~3粒沸石。 3(样品处理:取20~40目细孔硅胶，于450?下焙烧2h，取出放在干燥器中冷却待用。 4(样品称重:先将三个干燥的空称量瓶称重(准确到0.0002g)，留一个空瓶，分别精确地称取3~4g上述处理好的硅胶，装入其余2个称量瓶。称好后放到真空干燥器的托盘上，并放入空称量瓶做空白试验，以校正吸附CCl的质量。打4开称量瓶的盖子。盖好干燥器的盖子。 5(将真空干燥器磨口处涂上真空酯或凡士林，盖好干燥器盖子，打开阀10，11,使其处于三通位置，接通真空泵电源，慢慢关闭阀10让其抽真空，等到瓶6中 - 2 - 化学工艺实验技术 的CCl沸腾后，转动三通活塞11，关闭冷阱与干燥器之间通路，继续抽真空24 个小时后，再转动活塞11，截断抽真空，并使瓶6与干燥器7想通，此时沸腾的蒸汽进入干燥器中。打开三通活塞10通入空气，然后停止抽真空。在室温下放置16小时，即可以达到吸附平衡。 6(吸附平衡后，记下室温，打开活塞11，让空气进入真空干燥器，打开盖子，迅速盖上称量瓶的盖子，随即进行称量(准确到0.0002g)。 五(数据处理 将数据列成表格，按(2)式计算比孔容值。 六(思考题 1(本实验中四氯化碳为吸附质，但还加入一定比例的十六烷，为什么, 2(为什么样品要预先充分焙烧，而且焙烧好的样品不能放置过久, 附:实验原始数据记录 瓶号 空瓶重(g) 装料后瓶重(g) 吸附后瓶重(g) 吸附CCl量(g) 备注 41 2 3 - 3 -