НГУ, Факультет естественных наук, Кафедра катализа и адсорбции,
2013
Содержание
Введение в общую теорию поверхностных явлений. Адсорбционная терминология, типы физико-химических межмолекулярных взаимодействий, главные различия между физической и химической адсорбцией, определение дисперсности, роль текстуры в катализе. (58 слайдов)
Динамический характер адсорбции. Динамический характер адсорбции на поверхности раздела сопредельных фаз. Миграция адсорбированных молекул по поверхности. Классические уравнения изотерм адсорбции Генри, Ленгмюра, Фрейндлиха, Фаулера-Гугенгейма, БЭТ и др. Оценка площадок, занимаемых адсорбированными молекулами в заполненном монослое. (51 слайд)
Термодинамика поверхностных явлений на плоской границе раздела. Особые термодинамические свойства поверхности раздела фаз. Метод слоя конечной толщины. Метод поверхностных избытков Гиббса. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса. Поверхностное натяжение. Поверхностно-активные и инактивные вещества в жидких и твердых растворах. Уравнения изотерм адсорбции Хилла-де Бура и Фольмера. (54 слайда)
Экспериментальные методы измерения изотерм адсорбции. Основные определения. Методы измерения изотерм, изобар и изостер адсорбции, взаимосвязь между ними. Некоторые особенности адсорбции из растворов, теплоты адсорбции. (56 слайдов)
Анализ начальных участков изотерм адсорбции. Классификация адсорбентов по размерам пор. Применимость уравнения БЭТ. Сравнительный метод. Теория объемного заполнения микропор Дубинина (ТОЗМ). Распределение объема микропор по размерам. (55 слайдов)
Парциальная поверхность катализаторов и композитов. Раздельное измерение доступной поверхности. Методы определения поверхности активных компонентов. Экспрессные методы оценки поверхности по хемосорбционным измерениям. (46 слайдов)
Элементы термодинамики поверхностных явлений на искривленных границах раздела. Особенности термодинамики поверхностных явлений в трехфазных системах твердое/жидкость/пар. Контактный угол смачивания и правило «трех сигм» Юнга-Дюпре. Адгезия и когезия, смачивание и растекание. Кривизна поверхности и уравнения Гаусса, Лапласа-Юнга и Кельвина. Зависимость химического потенциала от кривизны поверхности. Ртутная порометрия. (59 слайдов)
Расчет распределения пор по размерам из изотерм адсорбции. Методы расчета распределения объема пор по характерным размерам. Традиционные методы, основанные на макроскопической термодинамике (уравнение Кельвина и зависимость t(P/P0). Новые численные методы, базирующиеся на модельных потенциалах взаимодействия и статистической термодинамике флюидов (газов и жидкостей). (74 слайда)
Капиллярная конденсация и гистерезис. Характерные особенности
капиллярной конденсации в индивидуальных порах простейшей формы. Различия между обратимой и необратимой капиллярной конденсацией. Простейшие кооперативные эффекты в ансамблях пор. Возможности моделирования. (52 слайда)
Супрамолекулярная структура (текстура) пористых материалов. Особенности молекулярной и супрамолекулярной структуры катализаторов. Текстура пористых материалов. Проблемы классификации и моделирования пористых материалов.
Связность, морфология и топология, плотность и пористость. Удельная поверхность. (67 слайдов)
Элементы моделирования пористых материалов. Типовые подходы, используемые при моделировании геометрии и топологии пористых материалов. (55 слайдов)
Механизмы перераспределения жидкой фазы в пористом теле. Применение закономерностей поверхностно-капиллярных явлений для задач приготовления катализаторов. (60 слайдов)
Фундаментальные механизмы образования высокодисперсных систем. Принципы образования высокодисперсных систем. Фазовые превращения при гомогенном и гетерогенном зародышеобразовании. Особенности нуклеации кристаллических зародышей в растворах. Некоторые особенности твердофазных превращений. (46 слайдов)
Механизмы агрегации и массообмена между частицами. Механизмы взаимодействия дисперсных частиц, их агрегации-дезагрегации, механизмы переконденсации и срастания, коалесценции и спекания. (49 слайдов)
Механизмы и стадии формирования текстуры систем, получаемых осаждением.
Некоторые общие фундаментальные механизмы формирования осажденных систем. Механизмы формирования текстуры некристаллизующихся систем. (122 слайда)
Пористые углеродные материалы (ПУМ). Особенности строения углерода. Основные традиционные и нетрадиционные способы получения пористых углеродных материалов из твердых, жидких, газообразных углеродсодержащих предшественников. (72 слайда)
Формирование структуры осажденных систем. Особенности формирования структуры кристаллизующихся систем на стадиях осаждения. (145 слайдов)
Самоорганизованное осаждение силикатных систем с формированием регулярной структуры в присутствии темплатов. Особенности формирования
микропористых цеолитов с регулярной кристаллической структурой и порами с размером до ~ 1.5 нм, мезопористых мезофаз c регулярной структурой и порами размером 3-10 нм и более. Некоторые принципы синтеза, управляемого темплатами. (161 слайд)
Прикладные задачи адсорбции. Применение адсорбции для задач очистки, разделения, выделения и хранения компонентов газовых и жидких сред, в тепловых, газовых и электрических аккумуляторах и демпферах. Основные понятия и механизмы кинетики и динамики адсорбции. (35 слайдов)
Введение в общую теорию поверхностных явлений. Адсорбционная терминология, типы физико-химических межмолекулярных взаимодействий, главные различия между физической и химической адсорбцией, определение дисперсности, роль текстуры в катализе. (58 слайдов)
Динамический характер адсорбции. Динамический характер адсорбции на поверхности раздела сопредельных фаз. Миграция адсорбированных молекул по поверхности. Классические уравнения изотерм адсорбции Генри, Ленгмюра, Фрейндлиха, Фаулера-Гугенгейма, БЭТ и др. Оценка площадок, занимаемых адсорбированными молекулами в заполненном монослое. (51 слайд)
Термодинамика поверхностных явлений на плоской границе раздела. Особые термодинамические свойства поверхности раздела фаз. Метод слоя конечной толщины. Метод поверхностных избытков Гиббса. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса. Поверхностное натяжение. Поверхностно-активные и инактивные вещества в жидких и твердых растворах. Уравнения изотерм адсорбции Хилла-де Бура и Фольмера. (54 слайда)
Экспериментальные методы измерения изотерм адсорбции. Основные определения. Методы измерения изотерм, изобар и изостер адсорбции, взаимосвязь между ними. Некоторые особенности адсорбции из растворов, теплоты адсорбции. (56 слайдов)
Анализ начальных участков изотерм адсорбции. Классификация адсорбентов по размерам пор. Применимость уравнения БЭТ. Сравнительный метод. Теория объемного заполнения микропор Дубинина (ТОЗМ). Распределение объема микропор по размерам. (55 слайдов)
Парциальная поверхность катализаторов и композитов. Раздельное измерение доступной поверхности. Методы определения поверхности активных компонентов. Экспрессные методы оценки поверхности по хемосорбционным измерениям. (46 слайдов)
Элементы термодинамики поверхностных явлений на искривленных границах раздела. Особенности термодинамики поверхностных явлений в трехфазных системах твердое/жидкость/пар. Контактный угол смачивания и правило «трех сигм» Юнга-Дюпре. Адгезия и когезия, смачивание и растекание. Кривизна поверхности и уравнения Гаусса, Лапласа-Юнга и Кельвина. Зависимость химического потенциала от кривизны поверхности. Ртутная порометрия. (59 слайдов)
Расчет распределения пор по размерам из изотерм адсорбции. Методы расчета распределения объема пор по характерным размерам. Традиционные методы, основанные на макроскопической термодинамике (уравнение Кельвина и зависимость t(P/P0). Новые численные методы, базирующиеся на модельных потенциалах взаимодействия и статистической термодинамике флюидов (газов и жидкостей). (74 слайда)
Капиллярная конденсация и гистерезис. Характерные особенности
капиллярной конденсации в индивидуальных порах простейшей формы. Различия между обратимой и необратимой капиллярной конденсацией. Простейшие кооперативные эффекты в ансамблях пор. Возможности моделирования. (52 слайда)
Супрамолекулярная структура (текстура) пористых материалов. Особенности молекулярной и супрамолекулярной структуры катализаторов. Текстура пористых материалов. Проблемы классификации и моделирования пористых материалов.
Связность, морфология и топология, плотность и пористость. Удельная поверхность. (67 слайдов)
Элементы моделирования пористых материалов. Типовые подходы, используемые при моделировании геометрии и топологии пористых материалов. (55 слайдов)
Механизмы перераспределения жидкой фазы в пористом теле. Применение закономерностей поверхностно-капиллярных явлений для задач приготовления катализаторов. (60 слайдов)
Фундаментальные механизмы образования высокодисперсных систем. Принципы образования высокодисперсных систем. Фазовые превращения при гомогенном и гетерогенном зародышеобразовании. Особенности нуклеации кристаллических зародышей в растворах. Некоторые особенности твердофазных превращений. (46 слайдов)
Механизмы агрегации и массообмена между частицами. Механизмы взаимодействия дисперсных частиц, их агрегации-дезагрегации, механизмы переконденсации и срастания, коалесценции и спекания. (49 слайдов)
Механизмы и стадии формирования текстуры систем, получаемых осаждением.
Некоторые общие фундаментальные механизмы формирования осажденных систем. Механизмы формирования текстуры некристаллизующихся систем. (122 слайда)
Пористые углеродные материалы (ПУМ). Особенности строения углерода. Основные традиционные и нетрадиционные способы получения пористых углеродных материалов из твердых, жидких, газообразных углеродсодержащих предшественников. (72 слайда)
Формирование структуры осажденных систем. Особенности формирования структуры кристаллизующихся систем на стадиях осаждения. (145 слайдов)
Самоорганизованное осаждение силикатных систем с формированием регулярной структуры в присутствии темплатов. Особенности формирования
микропористых цеолитов с регулярной кристаллической структурой и порами с размером до ~ 1.5 нм, мезопористых мезофаз c регулярной структурой и порами размером 3-10 нм и более. Некоторые принципы синтеза, управляемого темплатами. (161 слайд)
Прикладные задачи адсорбции. Применение адсорбции для задач очистки, разделения, выделения и хранения компонентов газовых и жидких сред, в тепловых, газовых и электрических аккумуляторах и демпферах. Основные понятия и механизмы кинетики и динамики адсорбции. (35 слайдов)