Ключевые слова: аммиак, калориметр, изотерма, энтальпия, изменение энтропии, кинетика адсорбции, абсорбция. Abstract

Аннотация. В данной статье показаны результаты термодинамических величин (энтальпия, свободная энергия, энтропия) и изотерма адсорбции аммиака на цеолите Cs_3,17ZSM-5 во всей области заполнения. Изотерма адсорбции описана трехчленным уравнением теории объемного заполнения микропор. Для получения качественной и количественной характеристики адсорбционного взаимодействия применили микрокалориметр типа Тиана-Кальве ДАК-1-1А. Определена взаимосвязь адсорбционно-энергетических величин и молекулярный механизм адсорбции аммиака на цеолите Cs_3,17ZSM-5. Адсорбированный аммиак с катионом Cs⁺ на цеолите Cs_3,17ZSM-5 образует пента-аммиачные комплексы. Средняя мольная энтропия адсорбции аммиака на цеолите Cs_3,17ZSM-5 рассположена ниже энтропии жидкого аммиака, что указывает на сильное ограничение подвижности адсорбированного аммиака на катионах.
Ключевые слова: аммиак, калориметр, изотерма, энтальпия, изменение энтропии, кинетика адсорбции, абсорбция.


Abstract. The results of thermodynamic quantities (enthalpy, free energy, entropy) and isotherm of ammonia adsorption on Cs_3,17ZSM-5 zeolite in the whole filling region are shown in this paper. The adsorption isotherm is described by a trinomial equation of the bulk micropore filling theory. A Tian-Calvet DAC-1-1A type microcalorimeter was used to obtain qualitative and quantitative characteristics of the adsorption interaction. The relationship between the adsorption-energy values and the molecular mechanism of ammonia adsorption on the Cs_3,17ZSM-5 zeolite was determined. Adsorbed ammonia with Cs⁺ cation on Cs_3,17ZSM-5 zeolite forms penta-ammonia complexes. The average molar entropy of ammonia adsorption on the Cs_3,17ZSM-5 zeolite is lower than that of liquid ammonia, indicating that the mobility of adsorbed ammonia on cations is strongly limited.


Keywords: ammonia, calorimeter, isotherm, enthalpy, entropy change, adsorption kinetics, absorption.

Annotation. This article shows the results of thermodynamic quantities (enthalpy, free energy, entropy) and the adsorption isotherm of ammonia on zeolite e Cs_3.17 ZSM-5 in the entire filling area. The adsorption isotherm is described by a three-term equation of the theory of volume filling of micropores. To obtain a qualitative and quantitative characteristic of the adsorption interaction, a Tiana -Calve type DAK-1-1A microcalorimeter was used. The relationship between adsorption-energy quantities and the molecular mechanism of ammonia adsorption on Cs_3,17ZSM-5 zeolite were determined. A adsorbed ammonia with Cs⁺ cation on Cs_3,17ZSM-5 zeolite forms penta -ammonia complexes. The average molar entropy of ammonia adsorption on Cs_3,17ZSM-5 zeolite is lower than the entropy of liquid ammonia, which indicates a strong limitation of the mobility of adsorbed ammonia on cations.
Key words: ammonia, calorimeter, isotherm, enthalpy, entropy change, adsorption kinetics, absorption.
В мире синтетические и природные адсорбенты применяются во многих областях промышленности [1–14]. Одним из адсорбентом селективного действия являются синтетические цеолиты нано пористых структур. Для цеолита актуально извлечение различных органических и неорганических соединений, особенно очистка природного газа от воды. Решение этих проблем достигается при применении адсорбционной техники и создания новых адсорбентов и катализаторов, изучаемых коллоидной химией, развитием теоретических положений о природе активных центров дисперсных веществ.

Worldwide synthetic and natural adsorbents are used in many industries [1-14]. One of the adsorbents of selective action is synthetic nano-porous zeolites. The extraction of various organic and inorganic compounds is relevant for zeolite, especially the purification of natural gas from water. The solution to these problems is achieved by applying adsorption techniques and creating new adsorbents and catalysts, studied by colloidal chemistry, developing theoretical statements about the nature of the active centres of dispersed substances.

In the world, synthetic and natural adsorbents are used in many areas of industry [1–14]. One of the selective adsorbents are synthetic zeolites of nanoporous structures. For zeolite, the extraction of various organic and inorganic compounds is important, especially the purification of natural gas from water. The solution of these problems is achieved through the use of adsorption technology and the creation of new adsorbents and catalysts studied by colloid chemistry, the development of theoretical positions on the nature of active centers of dispersed substances.

Катализаторы типа ZSM-5 являются высокоэффективными катализаторами в различных областях промышленности.

ZSM-5 type catalysts are highly efficient catalysts in various fields of industries.

ZSM-5 type catalysts are highly efficient catalysts in various industries.

Для получений изотерм и дифференциальных теплоты адсорбции использовалась высоковакуумная адсорбционная установка и микрокалориметра типа Тиана-Кальве, ДАК-1-1A, обладающий высокой точностью и стабильностью.

To obtain isotherms and differential heat of adsorption, a high-vacuum adsorption apparatus and a Tian-Calvet microcalorimeter, DAC-1-1A, with high accuracy and stability were used.

To obtain isotherms and differential heats of adsorption, a high-vacuum adsorption unit and a microcalorimeter of the Tiana -Calve type, DAK-1-1A, with high accuracy and stability, were used.