Для чего нужен адсорбер: Адсорбер в автомобиле, что это такое и для чего он нужен? — showtamtam.ru

Содержание

Как устроен абсорбер автомобиля. Для чего нужен адсорбер топливной системы, принцип работы

На вышеуказанном автомобиле адсорбер появился достаточно давно, после введения экологической нормы Евро-3. Благодаря данной норме, автомобили должны были быть оборудованы специальным устройством, которое могло бы удерживать в себе испаряющееся топливо, прежде чем оно попадет в атмосферу.

На автомобиле ВАЗ-2114 абсорбер имеет форму черного цилиндра, который установлен в моторном отсеке с правой стороны, неподалеку от радиатора.

Принцип работы адсорбера на ВАЗ-2114

Для начала следует понимать, что же такое адсорбция. Так вот, это некий процесс, за счет которого осуществляется поглощение жидких и твердых газообразных веществ. Ярким примером этому могут послужить первые в мире противогазы, где в роли адсорбера выступал Активированный уголь. В автомобиле ВАЗ-2114 адсорбером выступает примерно такое же устройство, только его конструкция стала намного сложнее. Автомобильный адсорбер сегодня – это пластиковый корпус, внутри которого имеется специальный наполнитель, способный улавливать пары бензина, защищая тем самым атмосферу от загрязнения. Но данная деталь на ВАЗ-2114 этим не ограничивается. Дело в том, что в состав адсорбера также входят различные клапаны и патрубки.

Адсорбер не оказывает вообще никакого влияния на расход топлива, поскольку основной ее целью является повышение экологичности автомобиля. По мере того, как опустошается бензобак, пары топлива поднимаются вверх по горловине, после чего попадают в сепаратор. В этом месте она опять приобретают жидкое состояние, в результате чего возвращаются в бак. Часть паров, которой так и не удалось конденсироваться, попадает в вышеуказанный адсорбер. Последний, кстати, заполнен все тем же Активированным углем, предназначенным для поглощения вредных газов. Весьма примечательно, что этот процесс происходит при выключенном двигателе.

Дело в том, что во время работы мотора адсорбер постоянно продувается за счет специального клапана, а значит, в выхлопной системе сжигаются абсолютно все газы. Отсюда следует, что основной целью адсорбера является нейтрализация паров бензина.

Возможные поломки адсорбера

Существует всего лишь две причины засорения клапана адсорбера:

Бензин низкого качества.
Частицы наполнителя адсорбера, забившие клапан.

Кстати, существует еще один вариант диагностики неисправности адсорбера. Если он значительно засорен, но крышка бензобака все еще стоит на месте, то в салоне время от времени можно услышать устойчивый запах бензина, который то появляется, то исчезает сам по себе.

Особенности удаления адсорбера

Если вы все-таки приняли решение совсем удалить адсорбер, вам потребуется:

сменить пробку бензобака на негерметичную;
заменить прошивку электрического блока управления;
заглушить отводящие и подающие патрубки.

Как уже говорилось ранее, прежде чем удалить адсорбер, следует подумать о целесообразности такого поступка, поскольку лишних деталей в автомобиле не существует. Но даже если вы приняли решение о его удалении, к данному процессу следует отнестись со всей серьезностью. В первую очередь необходимо позаботиться о вентиляции бензобака, которая просто необходима при отсутствии адсорбера. У тех собственников автомобилей, которые переделывают карбюраторный мотор на инжекторный, имеется неоспоримое преимущество. В случае если они не прикасаются к патрубкам бака, то нарушить карбюраторную систему его вентиляции у них не получится. В данной ситуации в наличии адсорбера в таких автомобилях нет никакой необходимости.

В случае с автомобилем ВАЗ-2114, имеющим инжекторный мотор, все гораздо сложнее. Тем не менее удалять адсорбер также не нужно. Следует отметить, что единственным позитивным моментом в наличии адсорбера является снижение количества вредных выбросов в атмосферу нашей планеты. К неоспоримым «минусам» этой детали можно отнести достаточно высокую стоимость, а также слишком большое пространство, занятое под капотом адсорбером. Именно последние два факта, как правило, становятся причиной принятия решения о его удалении.

Но чаще всего автолюбители удаляют адсорбер после того, как он вышел из строя. Его стоимость велика настолько, что собственники автомобиля приходят к выводу о том, что их не очень-то и волнует состояние атмосферы Земли. Тем более что удалить эту деталь достаточно просто. Для этого необходимо надеть фильтр тонкой очистки на шланг сепаратора. Теперь все пары бензина будут уходить непосредственно в атмосферу. При этом шланг от клапана перекрывать не нужно. Зато если вам мешает Check Engine, то следует подкорректировать программу управления ЭБУ для того, чтобы данная лампочка перестала светиться на приборной панели.

Рассмотрим на простом языке, как работает адсорбер на автомобиле, какие могут быть неисправности адсорбера, а также, как просто проверить клапан адсорбера.

Многие автолюбители совершенно не знают, что такое адсорбер и уж, тем более, зачем он нужен и установлен ли он на их авто. Также большинство недооценивают этот узел и считают его второстепенным в устройстве автомобиля.

Заблуждения встречаются и в понимании принципа работы продувочного клапана адсорбера.

Работа адсорбера

Попробую кратко и понятно объяснить принцип работы адсорбера и клапана продувки. В интернете скудно описан сей узел и очень часто встречаются ошибочные мнения по принципу его работы.

Адсорбер, в первую очередь, предназначен для уменьшения загрязнения окружающей среды парами бензина. Всем известно, что бензин очень хорошо испаряется. Так вот, на автомобилях без адсорбера бензин испаряется в атмосферу, а на авто с адсорбером эти пары сжигаются в цилиндрах двигателя.

Принцип работы адсорбера на разных авто одинаков, разница лишь в форме и расположении адсорбера и клапана продувки. У некоторых он установлен в моторном отсеке, а, например, у Лачетти — под днищем возле заднего колеса, а клапан продувки — в подкапотном пространстве.

Пары топлива из бака попадают в адсорбер (емкость с активированным углем) через штуцер с надписью «TANK», где накапливаются, пока двигатель не работает. Второй штуцер адсорбера с надписью «PURGE» соединен трубкой с клапаном продувки адсорбера, а третий с надписью «AIR» соединен с атмосферой.

1- вентиляционный штуцер AIR, 2 — штуцер TANK трубки подвода паров топлива из бака к адсорберу, 3 — штуцер PURGE трубки отвода паров топлива от адсорбера к клапану

При остановленном двигателе электромагнитный клапан продувки закрыт, и в этом случае адсорбер не сообщается с впускным коллектором.

При работе двигателя электронный блок, управляя электромагнитным клапаном, осуществляет продувку адсорбера свежим воздухом за счет разрежения во впускном трубопроводе. То есть пары высасываются из адсорбера.

Пары бензина смешиваются с воздухом и отводятся во впускной коллектор за дроссель и далее поступают в цилиндры двигателя.

Принцип работы адсорбера

Многие ошибочно считают, что при запуске двигателя на клапан адсорбера сразу подаётся напряжение и он открывается, продувая адсорбер. Даже видел «пособия» и «обучающие видео» по этому поводу. На самом же деле управление клапаном продувки осуществляется ЭБУ по специальным алгоритмам, основанным на показаниях датчиков температуры, расхода воздуха и т.д.

Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов ЭБУ и тем интенсивнее продувка.

Именно импульсы, а не просто подача напряжения! Поэтому есть такое понятие, как «скважность продувки адсорбера», которая находится в пределах от 0% до 100%.

Вот скважность продувки адсорбера в диагностической программе Chevrolet Explorer. За всю поездку это только первый сигнал ЭБУ на продувку, равный всего лишь 6%. Так что это сложный и важный процесс в работе двигателя.

Неисправности адсорбера

Случаи неисправностей двигателя по вине клапана адсорбера встречаются и на него обращают внимание только тогда, когда уже больше нечего менять

Поэтому диагностика и проверка работоспособности продувочного клапана адсорбера очень важна. Тем более она очень проста и не требует каких-то сверхъестественных знаний.

Клапан адсорбера. Как его проверить

Принцип проверки на большинстве автомобилей одинаков, но мы рассмотрим на примере Шевроле Лачетти.

Проблемы с клапаном продувки адсорбера можно разделить на несколько основных пунктов:

не приходят импульсы на клапан
неисправность обмотки клапана
заклинивание клапана в открытом положении
заклинивание клапана в закрытом положении

Проверить импульсы, проводку и обмотку клапана очень просто , во вкладочке «управление механизмами — тест клапана продувки адсорбера». При нажатии на кнопку «ВКЛ» в диаграмме программы мы увидим вот такие сигналы

Это означает, что ЭБУ дает команду на клапан. Вместе с этим от клапана будет исходить звук щелчков в такт с этими сигналами, что, в свою очередь, означает, что импульсы до клапана доходят и обмотка целая, так как клапан срабатывает.

Кстати, если у Вас ещё нет диагностического адаптера, тогда советую обязательно прочитать и .

Электрическая часть исправна. Это мы проверили. Но чтобы быть уверенными, что клапан не заклинил физически, его можно снять и проверить. Демонтируется он очень легко и на это у меня уходит не больше 30 секунд.

К клапану подключены две трубки и колодка с двумя проводами. Сам клапан даже не прикручен, а просто вставлен в своё рабочее место.

На фото одна трубка уже снята.

Чтобы снять клапан достаточно сдёрнуть две трубки, отмеченные зелёной и красной стрелкой(красная уже снята, а зелёная плохо видна с этого ракурса). Трубки снимаются просто и легко без всяких фиксаторов.

Затем нажать на металлический фиксатор и отстегнуть колодку проводов (показано желтой стрелкой)

После этого надавить на штуцер, показанный красной стрелкой и клапан выйдет из своего посадочного места

Клапан является нормально закрытым, то есть без подачи напряжения он не пропускает воздух. Нужно это проверить любым доступным способом — резиновой грушей, надувным шариком и т.п.

У меня под рукой оказался шприц и кусочек вакуумной трубки, оставшейся после .

При перемещении поршня шприца должно ощущаться сопротивление, а сам поршень стремится вернуться в первоначальное положение, что означает герметизацию клапана. При снятии трубки со шприца должен прослушиваться характерный пшик. Значит клапан адсорбера закрыт герметично.

Осталось проверить только открытие клапана. Для этого берем два провода с такими мини-мамами

И подключаем к разъёму клапана адсорбера. Можно аккуратно и просто проводом без наконечника.

Передвигаем поршень шприца и подключаем провода к аккумуляторной батарее. При подключении должен раздаться тот самый пшик, это значит, что клапан открылся и сбросил давление.

Бывает такое, что клапан не открывается. Тогда его только менять на исправный.

Вот и все несложные методы, как проверить клапан адсорбера.

Всем Мира и ровных дорог!!!

Мне нравится 56+

Участники, которые лайкнули этот пост.

Когда-то никого особо не волновал уровень загрязнения автомобилями окружающей среды. Но в наш век заботы об экологии каждая производимая машина имеет абсорбер топливный. Что это, должен знать каждый водитель, поскольку ему обязательно придется менять это устройство по истечении определенного времени.

Краткие сведения

Адсорбцией называется процесс поглощения одного вещества (более разреженного) другим (более плотным) . При этом преобразования одних химических веществ в другие не происходит. Этот принцип находит применение в разнообразных сферах человеческой жизни — от медицины до промышленности.

В качестве веществ-поглотителей применяются:

Содержащее углерод вещество органического происхождения, имеющее поры;
Высушенный гель;
Алюмосиликаты кальция и натрия;
Различные минералы, встречающиеся в естественной среде.

Начиная со второго поколения экологического стандарта серии «Евро» все производимые автомобили должны иметь специальную емкость для поглощения бензиновых или дизельных паров. Европейские производители, пренебрегающие этими правилами, штрафуются. Зарубежные заводы-нарушители теряют европейский рынок.

Поглотитель представляет собой небольшую цилиндрическую емкость, расположенную под капотом автомобиля в непосредственной близости от двигателя.

Нередко автолюбители делают ошибку в написании слова «адсорбер» , заменяя букву «д» на «б». Ошибочный вариант очень распространен, однако нормативным является все же adsorber.

Для чего нужен абсорбер в автомобиле?

Адсорбция топливных паров происходит в каждой современной модели автомобиля. Благодаря этой технологии удается достичь таких целей:

Значительная экономия бензина. Благодаря конструкции поглотителя часть топливных газов, которые успели сконденсироваться, утекают обратно в бензобак.
Обитателей салона автомобиля больше не будет беспокоить неприятный запах, который имел место во многих старых моделях.
Крышка бензобака теперь открывается гораздо легче. Еще в позапрошлых поколениях автомобилей в жаркую погоду давление в баке настолько возрастало, что открыть топливный бак было физически сложно.
Производители заявляют о высоком дружелюбии автомобилей с поглотителем к окружающей среде. Ведь благодаря этим нехитрым устройствам ядовитые для атмосферы газы не поступают в воздух. Учитывая то, что машин в мире насчитывается несколько миллиардов, экологическая польза становится достаточно очевидной.
Безопасность. Благодаря работе системы поглощения паров удается снизить (хотя и не намного) взрывоопасность работающих на жидком топливе железных коней.

Принцип работы абсорбера

Механизм действия адсорбера выглядит следующим образом:

В состоянии покоя двигателя автомобиля, в бензиновом баке начинает повышаться давление газов, испаряющихся с поверхности топлива.
Эти пары поступают в специальную емкость, где происходит разделение их на жидкую и газообразную фракции.
Жидкость стекает обратно в бензобак, а газы под сильным давлением переходят по системе трубок в поглотитель.
После того, как водитель повернет ключ зажигания, электронная схема автомобиля даст сигнал открыться клапану на моторе.
Из поглотителя начинают вырываться газы.
Весь объем скопившихся паров поступает в камеру сжигания горючей смеси.
После поступления в двигатель, вышедшее из адсорбера вещество подлежит полному сгоранию.
Количество поступающих в двигатель газов зависит от временного промежутка, в который был открыт клапан.

Недостатки устройства

Несмотря на то, что поглотитель имеет на борту практически всякий продающийся на рынке автомобиль, это совершенно не значит, что он лишен недостатков:

Габариты устройства достаточно значительные, из-за чего оно занимает довольно большое полезное пространство в передней части машины;
Существенная дороговизна установки. Поставить данный прибор на старый автомобиль — достаточно дорогое удовольствие, которое вряд ли может окупить некоторая экономия топлива. Все входящие с конвейера автомобили включают плату за поглотитель в качестве наценки к стоимости.
В среде автолюбителей распространено мнение, что аппарат «душит» двигатели внутреннего сгорания и значительно снижает динамику машины. Также якобы падают обороты и время отклика педали газа. Все это, однако, не находит никакого подтверждения в современных исследованиях.
В случае поломки водителю стоит срочно поехать в ближайший техцентр, иначе сломанный абсорбер доставит немало хлопот. Самое малое, с чем придется столкнуться — падение мощности двигателя. В запущенных случаях ломается топливный насос. Кроме того, известны случаи аварий от вылетевшей на большой скорости крышки бензобака под давлением паров.

Признаки неисправности адсорбера

Относительная простота конструкции абсорбера не спасает устройство от поломок. Перечислим основные внешние признаки проблем с работой поглотителя:

Рост давления газов в топливном баке, о чем возвещает шипящий звук при открытии крышки топливного бака.
В качестве косвенного признака можно учесть падение количества оборотов двигателя на холостом ходу. Нужно отметить, что данный симптом может сопровождать огромное количество «болезней» автомобиля. Поэтому необходимо более детальное обследование.
Увеличение времени разгона. Происходит это потому, что при неполадках с поглотителем в первую очередь начинает страдать топливный насос.
Специфический запах топлива в интерьере машины.

Если удалось обнаружить несколько из этих признаков, посещение центра технического обслуживание обязательно. Нужно при этом иметь в виду, что стоимость замены устройства достаточно велика.

Некоторые автолюбители на свой страх и риск ради экономии денег решают не менять абсорбер. Однако такое попустительство может выйти поломкой гораздо более дорогостоящих агрегатов.

Токсичные для человеческого организма и природы газы, которые скапливаются в топливном баке, призван поглощать абсорбер топливный. Что это за неотъемлемый элемент конструкции авто, знают, однако, далеко не все автолюбители. Некоторые даже решаются удалить его с целью улучшения динамики мотора. Впрочем, негативный результат такого действия не заставит себя ждать.

Видео о работе топливного абсорбера

В этом ролике механик Дмитрий Осокин покажет принцип работы топливного абсорбера в современном автомобиле:

Адсорбер (часто его называют абсорбер) представляет собой один из узлов автомобиля, который отвечает за поглощение и нейтролизацию паров бензина, выходящих из бака. Многие автовладельцы полагают, что это совершенно ненужное устройство, которое только создает лишние проблемы, поэтому нередко его и вовсе снимают.

Однако, повышенное потребление бензина и другие проблемы в работе системы, как правило, возникают только в том случае, если из строя выходит клапан абсорбера. Поэтому прежде чем безжалостно удалить этот узел, будет полезно узнать чуть больше об особенностях его работы и процедуре смены прибора.

Для чего используется адсорбер

В процессе работы двигателя ТС бензин немного нагревается, выделяя очень летучие пары. Их образование усиливается под влиянием вибрации движущегося автомобиля. Если в ТС не предусмотрена система нейтрализации вредных испарений, а установлена примитивная вентиляция, то образования просто выводятся на улицу через специальные отверстия.

Такая картина наблюдалась практически со всеми старыми карбюраторными автомобилями (именно поэтому нередко в машине неприятно пахло бензином) до появления экологического стандарта ЕВРО-2, контролирующего уровень вредных испарений в атмосферу. Сегодня каждый автомобиль должен быть оснащен соответствующей системой фильтрации, чтобы отвечать стандартам. Как правило, самой простой из них и является адсорбер.

Что собой представляет фильтрующий элемент и как он работает

Если говорить простыми словами, то абсорбер является большой банкой, наполненной активированным углем. Кроме этого в системе присутствует:

Сепаратор с клапаном гравитации. Он отвечает за улавливание частиц топлива. Гравитационный клапан, в свою очередь, применяется очень редко, но в экстренной ситуации (например, если в ходе аварии машина перевернулась) он предотвратит перелив топлива из бензобака.
Датчик давления. Он необходим для контроля уровня паров бензина в баке. Как только их уровень превышается, происходит сброс вредных компонентов.
Фильтрующая часть. По сути это и есть та самая банка с гранулированным активированным углем.
Электромагнитный клапан. Используется для того, чтобы переключаться между режимами улавливания выделяющихся паров бензина.

Если говорить о принципе работы системы, то он очень прост:

Сперва пары бензина поднимаются в бензобаке и направляются в сепаратор, где происходит частичная конденсация топлива, которое в жидком виде отправляется обратно в бензобак.
Та часть испарений, которая не смогла осесть в виде жидкости проходит через гравитационный датчик и направляется в адсорбер.
Когда мотор машины находится в выключенном состоянии, пары бензина начинают накапливаться в фильтрующем элементе.
Как только двигатель запускается, в дело вступает клапан адсорбера, который открывается и соединяет адсорбер со впускным коллектором.
Пары бензина совмещаются с кислородом (который попадает в систему через дроссельный узел) и переходят во впускной коллектор и цилиндры «движка», где вредные испарения прогорают вместе с воздухом и топливом.

Как правило, именно клапан адсорбера дает сбой. Если он начинает открываться и закрывать в неправильном режиме или полностью выходит из строя, это может негативно сказаться на работе всего автомобиля и спровоцировать поломки.

Неисправности электромагнитного клапана

Если адсорбер почти все время находится в бесперебойном режиме, то клапан продувки может легко перестать функционировать. Это повлечет за собой повреждение бензонасоса. Если адсорбер не осуществляет правильную вентиляцию, то бензин постепенно будет скапливаться во впускном коллекторе.

Подобное приводит к довольно неприятным «симптомам»:

На холостом ходу появляются так называемые провалы.
Нарушается тяга (такое впечатление, что ТС постоянно теряет мощность).
При запущенном двигателе не слышны звуки работающего клапана.
Заметно повышается расход топлива.
Во время открытия крышки бензобака раздается шипение и свист.
Датчик топливного бака буквально живет своей жизнью (он может показывать, что бензобак полон, а через секунду – что в нем ничего нет).
В салоне автомобиля появляется неприятный бензиновый «аромат».

Иногда фильтрующий элемент, наоборот, издает слишком громкие звуки, которые также не являются нормой. Чтобы удостовериться, что причиной служит именно неисправный клапан, а не ГРМ, достаточно резко нажать на газ. Если звуковой эффект остался таким же, то, скорее всего, проблема именно в клапане адсорбера.

В этом случае рекомендуется немного подкрутить регулировочный винт устройства. Однако закручивать его нужно не более чем на пол-оборота. Слишком сильная фиксация приведет к ошибке контроллера. Если такие манипуляции не помогли, то нужно провести более детальную диагностику.

Проверяем работоспособность адсорбера

Чтобы удостовериться, что неисправность связана именно с клапаном этого элемента, можно отправить авто на полную диагностику. Но, это дорого, поэтому попробуем сначала самостоятельно выявить возможные проблемы.

Прежде всего, нужно посмотреть, не выдает ли контроллер ошибки, например, «обрыв управления цепи». Если все нормально, то воспользуется ручной проверкой. Для этого достаточно подготовить мультиметр, отвертку и несколько проводов. После этого нужно выполнить несколько простых шагов:

Поднять капот машины и найти нужный клапан.
Отсоединить от этого элемента жгут с проводами. Для этого нужно сначала отжать специальный фиксатор креплений колодки.
Проверить, идет ли на клапан напряжение. Для этого необходимо включить мультиметр и переключить его в режим вольтметра. После этого черный щуп прибора подсоединяется к массе авто, а красный – к разъему с маркировкой «А», который находится на жгуте проводов. На следующем этапе необходимо завести мотор и посмотреть, какие показания выдает прибор. Напряжение должно быть таким же, как в аккумуляторе. Если его и вовсе нет или оно слишком маленькое, то вероятно придется искать более серьезную проблему. Если с напряжением все хорошо, то можно переходить к следующему шагу.

Демонтировать клапан продувки. Чтобы его снять нужно при помощи отвертки немного ослабить крепление хомутов. После этого можно будет легко сдвинуть клапан чуть вверх и по небольшому кронштейну плавно его вытащить. После этого устройство нужно подключить напрямую к клеммам АКБ. Один провод идет на клапан продувки (на «+»), а второй – подключается к «минусу». После этого оба проводника подключаются к соответствующим клеммам аккумулятора. Если при этом не произошло щелчка, то клапан полностью вышел из строя и лучше всего его заменить.

Ставим новый клапан адсорбера

Для замены элемента не обязательно обращаться в автосервис. Работы можно провести и самостоятельно при помощи нескольких крестообразных отверток. Также нужно приобрести новый клапан (его маркировка должна полностью совпадать с данными на старом устройстве).

После этого:

Находим адсорбер.
Снимаем с АКБ минусовую клемму.
Отсоединяем колодку проводов путем нажатия на фиксатор и подтягивая прибор на себя.
Ослабляем крепления электромагнитного клапан и отсоединяем шланги.
Вытаскиваем старое устройство (вместе с ним выйдет и кронштейн) из абсорбера.
Устанавливаем новое устройство и собираем все в обратном порядке.

В заключении

Некоторые автовладельцы принимают решение и вовсе снять адсорбер, полагая, что он негативно влияет на потребление бензина и на работу машины в общем. Однако нужно признать, что такие проблемы возникают только в том случае, если устройство, а точнее его клапан, неисправно. Если прибор работает в штатном режиме, то это никак не сказывается на управлении авто и его потреблении топлива.

Для чего нужен адсорбер на ниву шевроле | Внедорожники и кроссоверы

В топливной системе автомобиля Нива Шевроле во время эксплуатации скапливаются газы и пары бензина. Эти пары и газы необходимо удалять из системы авто. В автомобиле для этого установлен специальный фильтр – абсорбер.

Этот аппарат поглощает газовые смеси и разделяет их на разные компоненты. Внутри это устройство наполнено жидкостью, называется абсорбент. Внешне конструкция абсорбера имеет вид контейнера, в виде небольшого бочонка, который заполняется активированным углем. В своей конструкции этот контейнер имеет две трубки. Первая трубка предназначена для вхождения газов. Вторая, для выхода конденсата, поступающего в бак. Абсорбер устанавливается под капотом автомобиля. Вместе с ним в конструкции установлены гравитационный и двухходовый клапаны, сепаратор, предохранительный клапан и клапан продувки. Вместе с этими клапанами – эта называется системой улавливания газов и паров бензина.

Сепаратор – предназначен для разделения паров от бензина и предотвращения попадания топлива в абсорбер.
Гравитационный клапан , служит для предотвращения вытекания топлива через абсорбер при перевертывании автомобиля.
Предохранительный клапан, предназначен для защиты топливной системы и бака от деформации, при возникновении в системе улавливания газов & разряжения. Разряжение зачастую может возникнуть при работе двигателя на холостых оборотах.
Двухходовый клапан предназначен для соединения и отсоединения бака от абсорбера.

Адсорбер ВАЗ 2114 – что это такое и зачем нужна такая «дружба»?

1 Адсорбер – что это?

Если осуществить дословный перевод слова адсорбер с английского языка, то в конечном итоге мы получим два похожих по смыслу значения – «поглощать», «амортизировать». В чем же все-таки его необходимость? Адсорбирование – это процесс, при котором происходит поглощение газов как твердыми, так и жидкими телами. В данном случае основным элементом, впитывающим пары отработанного топлива, является активированный уголь. Именно им и наполняют часть свободного пространства адсорбера.

Рекомендуем ознакомиться

В состав данной детали входит несколько конструктивных элементов:

Адсорбер
Клапан продувки
Трубки адсорбера и клапана продувки
Гравитационный клапан
Передняя трубка паропровода
Сепаратор паров
Трубка слива топлива
Несколько шлангов

2 Принцип работы адсорбера в ВАЗ 2114

Стоит заметить, что весь описанный выше процесс протекает исключительно при выключенном двигателе. Иначе системе придется открывать электромагнитный клапан для продувки адсорбера. При этом пары бензина, образовавшиеся в топливном баке и не успевшие трансформироваться в жидкость, будут выдуваться по впускной трубе двигателя ВАЗ 2114 и сжигаться.

Адсорбер ваз, клапан адсорбера – принцип работы системы улавливания паров бензина

Дорогие друзья, сегодня мы с вами узнаем, зачем на ваз устанавливается адсорбер, что из себя представляет клапан адсорбера, как работает вся эта система в целом и для чего она вообще нужна. Начнем с того, что адсорбер в первую очередь нужен не только для того, что бы ваш автомобиль соответствовал нормам Евро 2, 3 и т.д. но еще и для того, что бы у вас в салоне не воняло бензином а в баке не было избыточного давления. Многих владельцев автомобилей десятого семейства смущает размер адсорбера на ВАЗ, мол занимает слишком много места и зачем он вообще нужен. А он нужен. Хотите освободить место – установите адсорбер от приоры на ВАЗ-2110 и спите спокойно, устанавливайте в освободившееся пространство сигналы от камазов, дополнительные бачки омывателя или просто любуйтесь оным 🙂 Не суть важно. Итак, что же представляет из себя адсорбер? По большому счету основная часть адсорбера, бочонок – это фильтр, наполненный гранулированным активированным углем. Клапаном адсорбера управляет непосредственно ЭБУ вашего автомобиля. Вот стандартное устройство адсорбера и принцип его подключения для наглядности

Как видно из схемы к адсорберу подключается шланг идущий в бак, шланг подачи паров бензина к дроссельному узлу, электрическая фишка управления клапаном адсорбера.

Если двигатель заглушен, то клапан адсорбера находится в закрытом состоянии и пары топлива из бака поглощаются непосредственно фильтрующим элементом адсорбера. Если же соблюдены условия, что температура ОЖ двигателя выше 75 градусов, а авто движется со скоростью более 10 километров в час, то клапан открывается и начинает свою работу, а именно перенаправляет пары к дросселю и потом в впускную трубу, откуда они уже поступают в двигатель и сгорают. Клапан управляется импульсно, с определенной частотой, именно поэтому владельцы машин с адсорбером иногда могут слышать его работу на низких скоростях, он как бы тарахтит под капотом.

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

18 дек 2011, 04:51

schut4x4 писал: как можно обмануть контролер чтоб не выдавал ошибки ?

1. Подключить только клапан адсорбера.

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Axen

Axen
Сообщений: 8862
Зарегистрирован: 16 авг 2010, 11:28
Откуда: 38
Автомобиль: Нива 21213., УАЗ Патриот Спорт 2010г лебёдка. Nissan Terrano PR50-023440. 1996г TD27ETi.
Имя: Геннадий.
Пол: Мужской

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

29 сен 2013, 15:47

Задолбал клапан продувки адсорбера.

А если точнее — не клапан, а сервисмены из ООО «Интей-Лада», Питер.

Крокодильчик 2131. Май 2013. Сейчас пробег 2600. До 2300 четырежды загорался индикатор «Проверьте двигатель» по причине клапана. Трижды сервис-мены просто сбрасывали память ЭБУ. Говорили — это из-за жары. Я на третий раз стал требовать более серьезной диагностики. Пообещали если опять вылетит та же неполадка — заменят клапан. В очередной раз сработало на пробеге 2200, на 2300 заменили клапан. Работу не контролировал, но в наряд — заказе написано. На 2500 опять та же картина. Тут уж жара не при чем, на улице было +6 градусов.

Вот думаю — если вправду меняли, так может не в клапане дело? От этих «умельцев» уже реального качественного ремонта не жду. Я бы и не ездил с этим клапаном, хрен с ним, но если горит индикатор неисправности — я же не знаю, какова причина?

Так вот, вопрос — как исключить из ЭСУД сигнал неисправности клапана? Тут выше совет — поставить резистор.

1.На каких проводах замерить R и соответственно его подсоединять?

2. Замерять R при выключенном зажигании? Видимо так, иначе спалим омметр?

Клапан 21214 — 1164042 — 40 ТУ 4542 — 004 — 67049760 — 2011 ЗАО НПФ «Витал»

Добавлено спустя 32 минуты 24 секунды:

А если сбросить с аккумулятора — тоже сотрется информация от клапана?

Принцип работы абсорбера в автомобиле, для чего он нужен

В соответствии с экологическими стандартами евро-3, вредные, углеводородные пары от испарений бензина, не должны попадать в атмосферу. Для этого, топливная система автомобиля должна быть оборудована абсорбером. Абсорбер топливной системы и улавливает эти самые пары. Давайте рассмотрим, что же это такое, для чего он нужен в автомобиле, и принцип его работы.

Что такое абсорбер

Абсорбирование & это поглощение газов твердыми или жидкими телами. В случае автомобильной системы, абсорбентом выступает уголь, которым наполнен абсорбер. Давайте рассмотрим данное устройство на примере автомобиля ваз 2110-12, с инжекторным двигателем.

Принцип работы

В противном случае, в процессе движения автомобиля, при прогретом двигателе, система управления открывает электромагнитный клапан, и происходит продувка абсорбера. Пары бензина вместе с поступившим через другой клапан воздухом, выдуваются во впускную трубу двигателя, где и сжигаются.

Получается некий двойной эффект.

во-первых, атмосфера не загрязняется лишними, вредными испарениями;
во-вторых, мы имеем пусть и небольшую, но экономию топлива. Ведь не будь абсорбера, горючее бы просто напросто испарялось.

Одним словом все как эколог прописал, всем хорошо, все счастливы.

Неисправность абсорбера

Со временем абсорбер засоряется и может прийти в негодность. Признаки неисправности данного элемента топливной системы, можно определить по косвенным признакам. Один из них, это образование избыточного давления в топливном баке. Происходит это по причине образования паров, которым некуда деваться из бензобака. В таком случае, в момент откручивания крышки, вы будете слышать шипение.

Еще по причине плохой работы абсорбера обороты автомобиля, на холостом ходу, могут начать &плавать&.

В нашей стране проблема неисправных деталей решается очень просто, особенно тех, без которых автомобиль может ехать. Снимай и езжай дальше в один голос советуют умельцы. Тут уж конечно решать вам, но что-то мне подсказывает, что этим самым воздухом дышать нам с вами. И если все поголовно возьмут и снимут все &лишние& эко-детали, раз в автомобиле они не так уж и нужны, то в один &прекрасный& день и дышать станет нечем.

Замена данной детали займет не более 15 минут, это можно выполнить:

самостоятельно;
обратившись в автосервис.

Оцените полезность статьи!

здравствуйте у меня такая проблема все что вы написали в видео про адсорбера но я неслышал чтоб в баке создовался вакум машина пассат б3 1. 8 моно и в сырую погоду таже ситуация

— 07:24

приветствую. я так понимаю ремонт заключается в просушке угля?

Кайрат Айдарулы

Дмитрий здравствуйте у меня вот проблема открываю бак а там сильный воздух выходить. и потом машина заводится. гольф3 1. 8монопврыск

Кайрат Айдарулы

когда воздух скапливается при езде и машина начинает дергатся. крышку открываю и потом машина начинает ездить нормально. какая причина

Serg Leone

я вот тоже несколько раз замечал свистящий звук при открытии бензобака, сначала не понял в чем дело, а когда дошло — уже было поздно, треснул бак. Авто — соната. у них болезнь оказывается. бак тонкий, не выдерживает. Думаю, адсорбер под замену

— 06:46

Дмитрий, здравствуйте. Вылезла ошибка P0496 связанная с системой улавливания паров бензина. Что могло быть причиной?

Посоветуйте, в какую сторону копать.

ВАЗ 21124, 16 кл. 1,6 л 2005г. какой стоит борт. контроллер и кампутер — не знаю, достались в наследство с машиной.

Всё началось 5 месяцев назад, борт.комп. выдал ошибку — клапан адсорбера. Заехал в сервис, говорю диагносту — перепрошить можешь, чтоб исключить адсорбер из цепи . Сняли контроллер и перепрошили. После всё было нормально, эта ошибка больше не возникала. Диагност говорил, что адсорбер можно снять, только шланги, которые идут в него и из него, надо заглушить. Вчера снял адсорбер, и шланги соединил между собой , как если бы адсорбера не было.

Завёл, вроде нормально. Проехался — и через какое то время обнаружил, что на холостых как то неуверенно авто работает, стрелка тахометра подёргивается, при включении передачи , да и заводится вроде хуже стало.

Думаю, может не надо было шланги друг с другом соединять? Кто может сталкивался?

Подскажите, пжлст.

Если не заработает, придётся на сервис ехать, не хочется, чтоб «обули».

Источники: chnivaremont.ru, tuningkod.ru, vazdriver.ru, www.niva-club.net, znanieavto.ru, autoservice41.ru, autolada.ru

Комментариев пока нет!

Для чего нужен адсорбер?

Надеемся, ни для кого не станет открытием информация, что автомобиль, а точнее его выхлопы, приводят к загрязнению окружающей среды. Чтобы справиться с этим недостатком, производители машин придумывают различные технологии, направленные на снижение концентрации выбросов в атмосферу. Например, во многих авто используется адсорбер, вот только стоит разобраться, для чего он нужен на машине. Согласно экологическому стандарту «Евро 3», пары углеводорода не должны попадать в атмосферу. Абсорбер представляет собой небольшую емкость черного цвета, которая расположена под воздухозаборником в моторном отсеке с правой стороны.

Для чего нужен адсорбер?

Для начала разберемся, что вообще означает такое понятие, как адсорбирование – это процесс поглощения газов, благодаря использованию жидкостей или твердых материалов. В данном устройстве, то есть в адсорбере используется уголь, который, впитывает в себя пары, которые выделяются в топливной системе, и отправляет их на дожиг. Благодаря этому выброс паров бензина минимизирован. Говоря о том, для чего нужен адсорбер в автомобиле, стоит также сказать, что это устройство способствует более стабильной и правильной работе двигателя.

Выясняя, зачем нужен адсорбер, нельзя упустить еще одно важное предназначение этой установки – она поддерживает нормальное давление в топливном баке. Если этого устройства не будет в машине, то у водителя возникнут трудности с открытием крышки бензобака.

Чтобы понять, для чего нужен клапан адсорбера, следует разобраться в принципе его работы. Этот аппарат имеет прямую связь с системой вентиляции, а соединение с впускным клапаном осуществляется благодаря клапану адсорбера. В баке машины находится огромное количество паров, которые поднимаются вверх емкости и накапливаются там, а затем, попадают в сепаратор, расположенный у горловины. В этой установке они конденсируются и превращаются в жидкость, которая снова попадает в топливный бак. При этом стоит заметить, что не все пары подвергаются конденсации, и они через гравитационный клапан и трубки оказываются в адсорбере, где пары с успехом поглощаются углем. Такой принцип действия адсорбера возможен, только, когда двигатель находится в нерабочем состоянии. Когда авто заведено, электромагнитный клапан открывается и это дает возможность продуть адсорбер, что приводит к тому, что пары топлива, проходя через другой клапан, оказываются в двигателе, где происходит их сгорание. Подводя итог всего вышесказанного можно сказать о том, что адсорбер выполняет две важные функции: не дает возможности загрязнять атмосферу и одновременно экономит топливо.

В некоторых случаях при недостаточном техническом обслуживании, уголь, наполняющий адсорбер может загрязняться, что приводит к тому, что аппарат уже не может в полной мере осуществлять фильтрацию бензиновых паров. В таком случае, для обогащения топливной смеси, адсорбер должен иметь специальный канал для забора воздуха.

Теперь поговорим о признаках, которые указывают на то, что адсорбер сломался. В первую очередь поломка будет проявляться чрезмерным давлением в бензобаке. Проверить это просто: откройте крышку бензобака, и во время этого будет слышно характерное шипение. Еще одним признаком неисправности является падение оборотов на холостом ходе при прогреве двигателя до 60 градусов. Для проверки, необходимо отсоединить шлаг, соединяющий коллектор и клапан, и заглушить его любым способом, например, перегнув. В том случае, если проблема не пропала, значит, адсорбер все же неисправен. Еще один сигнал, говорящий о неисправности – проблемы в двигателе при разгоне.

Адсорбер ВАЗ 2114: конструкция и особенности работы

4.0

Что такое адсорбер ВАЗ 2114 и для какой цели он установлен на автомобиле? А стоит вспомнить такую штуку, как евростандарты по токсичности автомобилей. С каждым годом они ужесточаются, на дороги выпускаются только те автомобили, которые выбрасывают в атмосферу допустимое количество вредных веществ. Кто-то скажет, что Европа маленькая, и ей это реально нужно, чтобы в смоге не задохнуться (а в Англии смог и без машин всегда был). А для РФ это неактуально – большая территория и огромное количество лесов, которым требуется для жизни углекислый газ.

Но вот только для того чтобы поставлять автомобили в другие страны, приходится усовершенствовать их и подгонять под стандарты, в том числе и экологические. И сразу нужно выделить два основных момента:

Абсорбер – это вещество, которое поглощает пары. В данном случае мы имеем дело с активированным углем. Он же применяется и в противогазах.
Адсорбер – это устройство, в котором протекает процесс поглощения паров.

Это в общих чертах, применимо именно к автомобилям. На самом деле абсорберы могут быть нескольких видов, как и адсорберы. Но если вам это потребуется, обратитесь к учебникам химии.

Устройство

Двигатели с распределенным впрыском топлива впервые появились на переднеприводных «Ладах», начиная с модели 2111. Они сильно отличаются от своих карбюраторных предшественников более сложным устройством системы питания. Она состоит из 2 подсистем: подачи топлива в топливную рампу и улавливания паров бензина. Одним из компонентов последней является адсорбер в ВАЗ-2114.

Сверху пластикового цилиндра помещается электромагнитный клапан, контролируемый блоком управления двигателя. Эта деталь съемная и крепится при помощи пластиковых защелок. Корпус клапана прямоугольный, и на нем присутствуют 2 штуцера (впускной и выпускной) и разъем для подключения ЭБДУ.

На штуцерах при помощи хомутов закреплены шланги. Входящий присоединен к гравитационному клапану и далее к сепаратору и баку с бензином. Выходящий соединяется узлом дроссельной заслонки.

Принцип действия

Итак, как выглядит процесс продувки адсорбера в ВАЗ 2114? При стоянке автомобиля бензин из бака, испаряясь, попадает сначала в сепаратор. Там часть паров превращается в жидкость и стекает обратно. Оставшееся газообразное топливо, двигаясь по магистрали, попадает в герметичный адсорбер. Активированный уголь впитывает в себя пары и держит их в себе до момента запуска двигателя.

При включении зажигания от контроллера, управляющего двигателем, к клапану подается напряжение и он открывается. Во время работы мотора наполнитель нагревается и высыхает, выделяя пары бензина обратно. Они под действием разрежения во впускном ресивере всасываются в двигатель вместе с основной порцией топлива.

Возможные неполадки в работе аппарата

Абсорбер ВАЗ 2114 по своему назначению подвержен засорению и в какой-то момент может оказаться неисправным. Неполадки определяются непросто и зачастую только по второстепенным симптомам, например, повышению давления в топливном баке. Просто пары бензина из-за износа сепаратора остаются запертыми в пространстве бака и начинают давить на его стенки. Рост давления можно обнаружить при отвинчивании крышки бака — раздается характерное шипение.

Иногда крышку бензобака просто выстреливает из горловины, значит, давление достигло критической степени и адсорбер надо срочно менять. При неполадках с адсорбером обороты мотора начинают скакать то вверх, то вниз. Многие автовладельцы пишут на форумах, что можно снять абсорбер ВАЗ и не мучиться. Но все не так просто, и лишних деталей в машинах никогда не бывает.

Одного удаления абсорбера мало, нужно подумать и о том, что делать с парами бензина, которые некуда станет выводить, и о том, что ЭБУ тоже, возможно, придется перенастроить. Ведь некоторые виды бортовых процессоров двигателя находят неисправность в продувке топливной системы и переводят мотор в аварийный режим, в котором нормально ездить не получится.

Что касается неисправностей, то проблемным местом этой адсорбирующей системы является продувочный клапан. Его можно отремонтировать своими руками. Понадобится лишь плоская отвертка, но при извлечении следует соблюдать осторожность. Дело в креплении клапана, зачастую оно бывает не металлическим, а пластиковым, его нетрудно сломать. Находится крепление на крышке двигателя. На самом клапане есть еще хомуты, тоже требующие аккуратного подхода. Снимаем их и достаем проблемную деталь.

Если в клапан подуть и при этом из него пойдет воздух, это означает стопроцентную неисправность. Нормальная деталь воздух пропускать не будет. Машина при неполадках с клапаном испытывает проблемы на горячем запуске двигателя, повышается потребление бензина. Если проблему не устранить, будет Check Engine и потеря нормальной динамики движения. Нарушение герметичности адсорбера и отказ клапана продувки могут стать причинами неустойчивой работы двигателя на холостом ходу вплоть до его остановки.

Для чего нужен адсорбер на ВАЗ-2114

Основное назначение подсистемы улавливания паров топлива и адсорбера как компонента этой системы – сделать автомобиль менее вредным для окружающей среды и для соответствия международным экологическим стандартам «Евро-2» и «Евро-3».

На технические характеристики ВАЗ-2114 адсорбер никак не влияет. Он предназначен для того, чтобы пары бензина не покидали пределы контуров системы питания. Эта мера позволяет немного эффективнее использовать запас топлива. Экономии, как при использовании принудительного холостого хода, не будет, но проехать 1-2 километра за время долгой эксплуатации можно.

Снятие и монтаж

Демонтаж детали проводится по следующему алгоритму:

Шаг 1. Отсоединить зажим от отрицательной клеммы аккумулятора и заблокировать колеса при помощи стояночного тормоза («поставить на ручник»).

Шаг 2. Снять провод с клапана адсорбера (ВАЗ-2114).

Шаг 3. При помощи крестовой отвертки ослабить хомуты и снять шланги со штуцеров. Последние выполнены из пластика и легко ломаются.

Шаг 4. Поддеть отверткой с плоским жалом защелку на корпусе клапана и снять его.

Шаг 5. Ослабить хомут, фиксирующий корпус адсорбера и вытащить последний.

Шаг 6. Отвернуть со стороны расширительного бачка 3 гайки, крепящие передний амортизатор, и снять с них пластину, на которой крепится адсорбер. Этот шаг нужен только в случае полного устранения детали из системы питания.

Неисправности, симптомы и способы устранения

Неисправностей у адсорбера в ВАЗ-2114 из-за предельной простоты конструкции две: он засорился или не работает электромагнитный клапан. Если эта деталь сломалась, то в работе автомобиля могут появиться следующие проблемы:

Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу (плавают обороты). Для проверки нужно отсоединить шланг между дроссельным узлом и продувочным клапаном и заткнуть его. Свечой, например. Если обороты двигателя не стали нормальными, то засорился адсорбер.
При откручивании пробки бензобака слышится шипение или пары бензина выдавливают ее из заливной горловины.
Плохой разгон из-за снижения давления в топливной магистрали. При неисправном продувочном клапане в бак не поступает атмосферный воздух. Это приводит к тому, что при работающем двигателе в бензобаке создается вакуум, мешающий работе топливной рампы. Также сильное разрежение может привести к тому, что бак будет сильно деформирован силой атмосферного давления.
Отсутствие повторяющихся щелчков во время разгона.

Проверить работоспособность продувочного клапана можно следующим способом. К разъему питания (место присоединения проводов от ЭБУ) нужно подать напряжение 12 вольт. Например, при помощи 2 проводов, соединенных с «плюсом» и «минусом» аккумуляторной батареи. Если деталь исправна, то механизм откликнется щелчком. В противном случае элемент нуждается в замене.

Второй способ проверить работоспособность клапана адсорбера на ВАЗ-2114 – продуть его. Для этого нужно подуть в штуцер для подводящего шланга. Если воздух свободно выходит из выпускного отверстия клапана – то его необходимо заменить.

Замена клапана абсорбера своими руками

Если обнаружены признаки неисправности, требуется ремонт или замена клапана. Клапан адсорбера стоит недорого, а замену произвести несложно. Для демонтажа нужно иметь пару крестообразных отверток и знать, где находится клапан продувки адсорбера. Порядок работы:

Маркировки старого и нового клапана должны совпадать.

Открыть капот и найти цилиндрическое устройство – адсорбер.
С аккумуляторной батареи снять минусовую клемму.
Отсоединить колодку проводов, нажав на фиксатор и потянув на себя.
Ослабить крепление клапана.
Штуцеры под защёлкой убрать и отсоединить шланги.
Извлечь клапан вместе с кронштейном из адсорбера.
Новый клапан устанавливается в обратном порядке.

Таким образом, даже такой небольшой элемент, как клапан адсорбера, выполняет важные функции и его неисправность может серьезно нарушить работу всего двигателя. Поэтому важно следить за состоянием своего автомобиля и вовремя проводить диагностику.

Что такое адсорбер, какую задачу выполняет, какие могут быть проблемы, об этом и о многом другом поговорим в сегодняшней статье.

Многие автовладельцы даже понятия не имеют, не то что об устройстве системы, а порой даже о её существовании. Поэтому задача данной статьи «разложить всё по полочкам», в том числе узнать, как работает устройство, а также, где оно находится.

Зачем нужен адсорбер?

Изначально создавался, как дань экологическим нормам, точней под ЕВРО2. По большому счёту, мотор можно настроить так, что он обойдётся и без него. Но, с учётом современных норм, недопустимы утечки паров. Плюс, адсорбер не позволяет парам топлива попадать в салон, что как вы понимаете тоже малоприятно. Если на старых автомобилях, ещё карбюраторного типа, такой системы в принципе не было, на всех современных инжекторах, она обязательна.

Устройство адсорбера и где он находится?

Адсорбер конструктивно представляет собой цилиндр, причем пустотелый, внутри которого находится, так называемый фильтрующий компонент. Также адсорбер состоит из ряда дополнительных модулей, к примеру:

• Первое — это емкость, в которую помещается фильтр.

• Фильтрующий элемент, зачастую — это простой гранулированный активированный уголь.

• Сепаратор, устройство принимающие и отправляющие обратно в бак задержанные пары топлива.

• Магнитный клапан, отвечающий за смену режимов работы.

• Гравитационный клапан предотвращает перелив топлива, в случае опрокидывания автомобиля.

• Различные соединительные шланги и трубки.

Пожалуй, одним из основных элементов всей адсорбирующей системы является магнитный клапан. Именно от него зависит режим работы, смена режимов. То есть, он отвечает за своевременное переключения режима накопления, когда пары скапливаются в емкости, на режим передачи паров обратно в бак.

В зависимости от автомобиля и даже моделей одного производителя, месторасположение может меняться. Здесь нужно узнавать конкретно по моделям и даже году выпуска. Отличный пример, Audi A4 B5, где в разные годы системы располагали под передним, задним подкрылком, под запаской, непосредственно на баке. Поэтому изучите инструкцию по эксплуатации, там, как правило, указывается, где может находиться адсорбер. На отечественных Lada практически на всех моделях, адсорбер находится в правом углу, если смотреть по ходу движения автомобиля, рядом с фарой.

Полное удаление адсорбера из системы питания

Некоторые владельцы ВАЗ 2114 решают полностью убрать эту деталь из своего автомобиля из соображений экономии и предупреждения будущих неисправностей. Сделать это можно двумя способами.

Способ 1. После полного снятия адсорбера с ВАЗ-2114 шланг, ведущий к узлу дроссельной заслонки, перекрывается при помощи заглушки. В шланг, идущий от бензобака к адсорберу, вставляется топливный фильтр от любого карбюраторного мотора ВАЗ.

Способ 2. Адсорбер снимается вместе с опорой. Шланги, ранее присоединенные к нему, перекрываются при помощи пробок. В штатной пробке бензобака просверливается маленькое отверстие (1-2 мм) для соединения полости с атмосферой. Также для разгерметизации топливного бака можно воспользоваться крышкой от карбюраторной «восьмерки» или «девятки».

После модернизации системы питания может потребоваться обновления прошивки блока управления двигателем, так как он воспримет отсутствие адсорбера за неисправность в двигателе и перейдет на аварийный режим работы. Это грозит существенным снижением тяговых качеств автомобиля.

Адсорбер в ВАЗ-2114 – важный элемент в системе питания мотора, позволяющий незначительно уменьшить потребление топлива и избавить от запаха бензина в салоне.

Определяем возможную поломку

Мы разобрались зачем нужен адсорбер, теперь определимся с признаками, свидетельствующими о его поломке. Учитывая качество топлива, на заправках нашей родины, данная деталь загрязняется часто, как и выходит из строя.

Любую неисправность данного механизма легко определить, по очевидным признакам:

Поломка поглотителя – то что у этого механизма вашего авто возникли проблемы, можно определить услышав шипение во время открывания бака, оно свидетельствует, о накоплении избыточного количества паров бензина.

В баке появляется излишнее давление, когда вы открываете крышку, есть момент, когда площадь контакта с внешней средой маленькая, а давление быстро «сбрасывается» через нее, и бак «шипит», аналогично бутылке с газировкой.

Если проблему не «лечить», бак выстрелит крышкой в какой-то момент, кроме ремонта бака, это сулит серьезными проблемами ответственности (возможно и уголовной), ведь невозможно предсказать куда полетит крышка, скорость которой соизмерима со скоростью пушечного ядра.

Поломка клапана – о ней напомнит нестабильность работы двигателя на холостых оборотах, машина начнет случайным образом повышать (понижать) собственно обороты и глохнуть.

Адсорбер при поломке часто снимают вовсе, как это сделать рассмотрим ниже, но лишних деталей в машине нет, об этом стоит помнить. Если не хочется удалять и потрошить ЭБУ, можно попробовать исправить все самостоятельно. В комплекте абсорбции слабейшим местом является клапан ваз 2114.

На ваз 2115 было замечено снижение оборотов во время движения, машина захлебывалась и глохла на ходу, после того как машина постояла, проблема временно исчезла.

Перед ремонтом, необходимо удостоверится, что проблема именно тут:

Плоской отверткой на крышке мотора открутить фиксатор (будьте осторожны, фиксатор пластиковый, ломать его не стоит), после чего очень бережно снять хомуты.
Снимаем деталь и продуваем клапан. Если воздух не проходит, то клапан работоспособен, а поломка в другом месте, если же воздух проходит сквозь клапан, то вы нашли проблему.

Адсорбер на дэу нексия для чего нужен

Казалось такой незаметный элемент, который на первый взгляд, не важен для автомобиля, но без которого он не может нормально работать. Появляются провалы, двигатель «троит» может даже разрушаться бензобак! И все это из-за неисправного клапана адсорбера. Многие не знают что это такое, как он работает и САМОЕ ВАЖНОЕ на что он влияет. Сегодня я постараюсь простыми словами все разложить по полочкам, а также описать основные признаки неисправности. Однозначно будет полезно, так что читайте – смотрите …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Для начала начнем с определения.

Адсорбер (от лат. sorbeo — поглощаю) – это система автомобиля, которая служит для улавливания паров бензина, которые выходят из бака. При работающем двигателе они направляются в систему впрыска топлива, а именно во впускной коллектор. При заглушенном моторе часть паров улавливается сепаратором (он их направляет обратно в бак), а оставшиеся пары поступают в адсорбер, где они нейтрализуются.

Для чего создавали адсорбер

Собственно это дань экологическому стандарту, а именно ЕВРО-2. По сути это большой фильтр который улавливает легкие углеводороды. По новым стандартам недопустимо попадание паров бензина в атмосферу, потому как это способствует загрязнению атмосферы.

Также пары не должны проходить в салон автомобиля, ведь это мягко сказать вредно! НА старых карбюраторных машинах, такого фильтра и его клапана просто не было, там система немного другая. НО карбюратор ушел вместе со старыми стандартами, сейчас только инжектор и ОБЯЗАТЕЛЬНА система фильтрации.

Составные части

По сути это большая пластиковая банка, внутри находится активированный уголь, ведь именно этот состав прекрасно борется с парами бензина. Основные части можно описать так:

Сепаратор + клапан гравитации
Датчик давления
Фильтрующая часть (обычно из угля)
Соединительные трубки
Электромагнитный клапан

Как видите абсолютно ничего сложного. Сепаратор — служит для улавливания части бензина, после отправляет их обратно в бак. Клапан гравитации – практически никогда не используется, однако он нужен в экстренных ситуациях, например при авариях, он предотвращает переливы топлива из бака (например, когда автомобиль перевернулся).

Датчик давления, очень нужная вещь – он контролирует давление паров бензина внутри бака, при необходимости открывается и сбрасывает его, не давая конструкции повредиться.

Фильтрующая часть – как я писал сверху, большая банка, в который насыпан угольный порошок, в достаточно крупных гранулах. Делается это для того чтобы пары могли беспрепятственно проходить и конденсироваться.

Соединительные трубки – нужны для соединения всех основных частей, фильтров, датчиков и клапанов, думаю это понятно.

Электромагнитный клапан – служит для переключения режимов улавливания паров бензина, про него мы поговорим подробнее чуть ниже.

Как работает система – принцип работы

Почему я заостряю внимание именно на электромагнитном клапане, да потому что он практически ключевой в этой системе.

Для лучшего понимания выкладываю схему инжекторного автомобиля, а данном случае это ВАЗ 10 – го семейства.

Итак, пары топлива поднимаются вверх бака и останавливаются на сепараторе, который совмещен с датчиком гравитации (как я писал выше — он предотвращает вытекание топлива при авариях — опрокидываниях из бака). В нем они частично конденсируются и возвращаются обратно (в виде жидкого топлива).

Однако другая часть испарения, минует гравитационный клапан, проходят в адсорбер, где они собственно накапливаются. Накопление происходит при незапущенном двигателе! ЭТО ВАЖНО.

После пуска двигателя, электромагнитный клапан, открывается – тем самым соединяет полость адсорбера (где находятся газы как бы в заключении) с впускным коллектором или дроссельным узлом (в различных машинах по-разному). НАЧИНАЕТСЯ ПРОЦЕСС ТАК НАЗЫВАЕМОЙ ПРОДУВКИ! Пары смешиваются с воздухом (с улицы), который подается через дроссельный узел, далее поступают во впускной коллектор и после в цилиндры двигателя, где они дожигаются с воздушно-топливной смесью.

Система очень простая, если понимать, как она работает.

На что влияет клапан адсорбера

Многие проблемы связаны именно с клапаном адсорбера. По сути это очень простое устройство, которое открывается или закрывается при определенных условиях (запущен двигатель или заглушен).

Если клапан работает хорошо, то проблем нет вообще, вы можете даже не знать про его наличие в вашей системе.

Однако когда происходит поломка, например — забивается сама полость адсорбера, либо не работает клапан. То автомобиль впоследствии, может получить серьезные поломки. Потому как не проходит продувка полости, а также не сбрасывается давление из бака.

Признаки неисправности клапана адсорбера

Как становится понятно, возникают проблемы с системой питания:

Плавают обороты. Но не сразу, а примерно после 5 – 10 минут на прогретом двигателе
На холостой, если двигатель запущен, давишь педаль газа – чуть не глохнет. Такое ощущение, что заканчивается топливо
На ходу машина не развивает нужной мощности, такое ощущение, что убрали 10 – 15% мощности двигателя
Может сходить с ума датчик топливного бака. Показывает то – «полный», то – «пустой» и т.д.
Если открываете бак для заправки. Слышан сильный свист, как будто внутри создан вакуум.
Увеличивается расход топлива
НА холодную датчик абсорбера может сильно стучать, зачастую его путают с клапанами двигателя

Также стоит заметить, что причина не всегда именно в клапане, зачастую может забиваться сама банка с активированным углем (то есть сама полость адсорбера). При необходимости его нужно заменить или разобрать и прочистить – просушить, то есть восстановить фильтрацию газов, чтобы они беспрепятственно проходили.

Сейчас полезное видео.

Если у вас проявляются эти неисправности, то обязательно нужно смотреть — проверять клапан и при необходимости менять его, благо стоит он копейки. А также саму полость с активированным углем.

Можно ли убрать

Некоторые автомобилисты пренебрегают экологическими стандартами и убирают клапан адсорбера. Слова в принципе такие – «да зачем он мне нужен, машина стала медленнее, расход стал больше, вообще выкину его». Но реально, а можно ли это делать? Не будет ли от этого хуже автомобилю?

Стоит понимать, что исправная система, вообще никак не влияет на работу двигателя, а даже экономит немного топлива, ведь пары которые остались в основном корпусе затем дожигаются в двигателе, конечно ждать что экономия будет огромной не стоит, но несколько километров пробега получается.

Убирать, конечно можно, автомобилю попросту на это «ВСЕРАВНО»! Даже будет лучше, ведь испарение из бака не будет конденсироваться (очищаться), а проходить на прямую в атмосферу. То есть вы как бы удаляете все банки – клапана и даете, открытый приток воздуха до бака.

Физически это делают так – на шланг от сепаратора вешают фильтр тонкой очистки от карбюраторного ВАЗ, пары бензина уходят в атмосферу. Шланг от клапана адсорбера, перекрывают, прошивают двигатель (чип-тюнинг), иначе появится ошибка, вот и все!

Однако в этом есть и минусы:

Например, в салоне зачастую будет пахнуть бензином, испарения пойдут (зачастую) именно в него.
Атмосфера загрязняется легкими углеводородами
Будет присутствовать стойки запах бензина рядом с авто (хотя это спорно)

Плюсы отключения:

Освобождается место в подкапотном пространстве, банка занимает достаточно много места
Уходит неустойчивая работа на холостом ходу
Не нужно платить большие деньги за новый адсорбер и его клапан

Мне кажется система достаточно полезная, лично меня зачастую раздражало — когда в карбюраторной машине воняло бензином, откуда только можно. Надышишься и голова потом болела, эта система позволяет избегать этого, немного экономит топливо и не загрязняет атмосферу.

НА этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на канал.

(32 голосов, средний: 4,47 из 5)

Немногие автолюбители знают, какие существуют признаки неисправности адсорбера. А некоторые – вообще не представляют: что за запчасть такая и для чего она предназначается в современной машине. Ведь в более «пожилых» отечественных моделях этих диковинных штук и в помине не было.

Да, с появлением «Евро 3», экологического стандарта, авто-конструкторы стали применять данный прибор в обязательном порядке с целью задерживать пары топлива, исключать их попадание в атмосферу. Такое вот предписание, согласно этому самому стандарту, и его необходимо выполнять. А в системах большинства автомашин, иноземного и родного производства, появился адсорбер (абсорбер).

Деталь выглядит, как малых размеров непрозрачная банка. Внутри нее происходит процесс адсорбции газов с помощью угля или других веществ, которыми наполняется адсорбирующее устройство. Есть у него и специальный электрический клапан, который при работе издает характерные звуки – клацанье при разогреве движка.

Признаки неисправности адсорбера различны. Деталь, как всякая другая, может приходить в негодность, засоряться. А огрехи могут возникать из-за механических повреждений, естественного износа при эксплуатации, а также – вследствие загрязнения элемента, который поглощает газы..

При этом, легкое шипение все же следует принимать за норму, так как по современным эко нормам топливные системы в автомобилях должны быть герметичными, удерживать в себе пары бензина, предотвращая попадание в атмосферу.

Если у вашего движка при прогреве до 60°C на холостых реально падают обороты (так, что двигатель в движении глохнет), то, скорее всего, необходимо тщательно проверить адсорбер. Возможно, он – причина всех этих бед. Отсоединяем шланг, ведущий от коллектора к клапану, заглушаем его любыми способами (затычка, перегиб, перетяжка). И если проблема не исчезает, а движок опять проделывает выкрутасы с нестабильностью оборотов, то ваш адсорбер засорен.

Признаком, что адсорбер или его клапан вышли из строя, может служить, что двигатель тупит в разгоне. Это происходит потому, что производительности бензонасоса не хватает из-за постоянного разрежения в топливном баке.

Одним из первых признаков того, что клапан адсорбера «накрылся» служит его постоянное молчание. Ведь при разогреве движка он издает характерное клацанье или постукивание. Если отсутствует на слух – то неисправность грядет уже в скором времени.

Чем грозит?

Безусловно, можно и продолжать путешествовать по дорогам с подобной неисправностью. Машина станет ехать, но у нее по-прежнему будут плавать холостые. К тому же, если не устранить вовремя неисправности адсорбера, то на ближайшей заправочной станции при попытке залить бензин в бак крышка может буквально «выстрелить» от образующихся газов, которые вовремя не удаляются. Так что лучше всего будет поменять негожую деталь на новую.

К тому же, если бензобак плохо будет проветриваться, это может привести к возникновению разрежение. А как следствие – деформацию и повреждение такой важной запчасти, как бензонасос. А невентилируемый адсорбер может вызывать и во впускном коллекторе накопление топлива. А это уже может сказаться на стабильности работы всего движка.

Как заменить?

Самостоятельно заменить данную деталь не представляет особого труда. Если признаки неисправности адсорбера налицо, не сомневайтесь – меняйте. Это займет всего лишь несколько десятков минут. Итак, покупаем нужную запчасть (а стоит она недорого). Нам понадобятся несколько хомутов, болтов, инструменты. Да, и не забудьте заменить шланг, так как он тоже может быть «порепанным».

Что такое абсорбер

Абсорбирование — это поглощение газов твердыми или жидкими телами. В случае автомобильной системы, абсорбентом выступает уголь, которым наполнен абсорбер. Давайте рассмотрим данное устройство на примере автомобиля ваз 2110-12, с инжекторным двигателем.

Принцип работы

Пары бензина, образующиеся в баке, поднимаются вверх, и через отверстие у горловины бака попадают сначала в сепаратор. Там они конденсируются и сливаются обратно в бак. Та их часть, которая не успевает превратиться в конденсат, через гравитационный клапан по паропроводу, попадают уже непосредственно в абсорбер, где и поглощаются активированным углем. Это происходит тогда, когда двигатель не работает.

В противном случае, в процессе движения автомобиля, при прогретом двигателе, система управления открывает электромагнитный клапан, и происходит продувка абсорбера. Пары бензина вместе с поступившим через другой клапан воздухом, выдуваются во впускную трубу двигателя, где и сжигаются.

Получается некий двойной эффект.

во-первых, атмосфера не загрязняется лишними, вредными испарениями;
во-вторых, мы имеем пусть и небольшую, но экономию топлива. Ведь не будь абсорбера, горючее бы просто напросто испарялось.

Одним словом все как эколог прописал, всем хорошо, все счастливы.

Неисправность абсорбера

На моей ваз 2112, стоило начать откручивать крышку бака, и ее вышибало с такой силой, что страшно представить. Вот бы знать тогда, что это проблема с абсорбером. А так приходилось несколько раз в день просто выпускать пары.
Еще по причине плохой работы абсорбера обороты автомобиля, на холостом ходу, могут начать «плавать».

В нашей стране проблема неисправных деталей решается очень просто, особенно тех, без которых автомобиль может ехать. Снимай и езжай дальше в один голос советуют умельцы. Тут уж конечно решать вам, но что-то мне подсказывает, что этим самым воздухом дышать нам с вами. И если все поголовно возьмут и снимут все «лишние» эко-детали, раз в автомобиле они не так уж и нужны, то в один «прекрасный» день и дышать станет нечем.

Замена данной детали займет не более 15 минут, это можно выполнить:

самостоятельно;
обратившись в автосервис.

Адсорбция — обзор | ScienceDirect Topics

24.4.4 Кристаллы

Адсорбция полиэлектролитов на чистых кристаллах отличается от адсорбции на большинстве других поверхностей, особенно при высоком pH, где могут адсорбироваться значительные количества полимера. Это, вероятно, является результатом двух факторов, первый из которых заключается в том, что, хотя кристаллы могут иметь общий отрицательный заряд, на поверхности будут присутствовать как положительные, так и отрицательные центры адсорбции. Второй фактор заключается в том, что десорбция ионов с поверхности может уменьшить заряд, производимый адсорбированным полиэлектролитом.Сообщалось о нескольких исследованиях полиэлектролитов, адсорбированных на BaSO ₄, который можно воспроизводимо приготовить в чистом виде, и в качестве субстрата он имеет преимущество (а) относительно большой площади поверхности (> 10 м ² г ^-1), (б) низкая растворимость и (в) химически стабильная поверхность в широком диапазоне pH. Было показано ¹²⁹, что адсорбция полиакрилата натрия на кристаллах BaSO ₄ сопровождается десорбцией SO42–, частично уменьшая отрицательный заряд на поверхности, создаваемый адсорбированным полиэлектролитом.Конечно, после адсорбции анионных полиэлектролитов отрицательный заряд частицы увеличивается. Это было замечено для карбоксиметилцеллюлозы натрия на BaSO ₄, ¹⁶⁴ и сульфонатов лигнина на CaCO ₃. ¹⁶⁵ Подобным образом ионы кальция и фосфата высвобождались из гидроксиапатита после адсорбции поли (карбоновых кислот). ¹⁶⁶

Адсорбция полиэлектролитов на нерастворимых солях кальция ¹⁶⁷ и бария ^{129, 164, 168} происходит в значительной степени в широком диапазоне pH, при этом добавленный электролит усиливает адсорбцию, особенно в более высоком диапазоне pH.¹²⁹ Van Lierde ¹⁶⁹ обнаружил меньшую адсорбцию полиакрилата натрия на доломите при увеличении pH выше 7. Полиакрилат натрия, адсорбированный на BaSO ₄ в отсутствие добавленного электролита, принимает плоскую форму при всех покрытиях, ¹²⁹ как детектируется методом ЭПР-спектроскопии. В присутствии добавленного электролита адсорбированные полиэлектролиты имеют более протяженные конформации, ^{129, 168}, и количество адсорбированного полимера увеличивается с уменьшением плотности заряда полимера.¹⁶⁴ Конформация адсорбированного полиэлектролита более протяженная, когда плотность поверхностных адсорбирующих центров ниже. ¹⁷⁰

В отличие от незаряженных макромолекул, адсорбированный на кристаллах полиэлектролит не может свободно обмениваться на неадсорбированный полиэлектролит в отсутствие добавленного электролита. ¹⁹ Это результат электрического отталкивания от адсорбированного полимера, предотвращающего близкое сближение неадсорбированных полимеров, что дает форму кинетического равновесия, а не термодинамического равновесия.

без названия

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток iText 4.2.0 от 1T3XT2021-11-14T07: 10: 38-08: 002011-08-15T05: 18: 40-04: 002021-11-14T07: 10: 38-08: 00application / pdf

без названия

Чжунцзюнь Ху

Нин Чжан

Чжэнъю Ли

Q. Li

uuid: 929a1a3a-4518-42b4-ab8f-676f8949f612uuid: e2e18540-1dd1-11b2-0a00-000f003d 18Fa5c конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xXn7SD ޟ-) E} 8 ~ I43qYLFPEșY4-fX>? gtICyq! GK {4 =% eZNZ0 * Q% VU ^ wWKT ~ gU6E 6q ^: 孵 = x] 6x3c4gxrA8 ^ K۵> -V 퇨 \ Y $ vx.آ gG # i @ 5̙GMbCax | 3G: nr d

определение адсорбера в The Free Dictionary

По заявлению компании, CytoSorb — это экстракорпоральный адсорбер цитокинов, разработанный для уменьшения «цитокинового шторма» или «синдрома высвобождения цитокинов», который в противном случае мог бы вызвать массивное воспаление, органную недостаточность и смерть при обычных критических заболеваниях. с предположением, что 98% H-3 от очистки HPS было сохранено во время процесса регенерации и десорбции адсорбера молекулярного сита.Меченные тритием жидкие отходы второго класса образуются в результате утечки вторичной воды. Здесь мы представляем случай девятимесячного мальчика мужского пола, который был госпитализирован в отделение интенсивной терапии из-за сепсиса после кардиохирургии, тетралогии Фалло и мультисистемной органной недостаточности. (MSOF), дыхательная недостаточность, сердечная недостаточность, печеночная недостаточность и почечная недостаточность, которые успешно лечились комбинацией непрерывной гемодиафильтрации (HDF) и гемадсорбции с помощью адсорбера цитокинов (CytoSorb), даже несмотря на отсутствие показаний и ограниченную информацию о использование CytoSorb у детей.Новое подразделение Hydrogen Services Business уже помогает клиентам в таких вопросах, как производство большего или меньшего количества водорода из паровых риформеров метана, планирование капитальных ремонтов SMR, решение проблем с механической целостностью, изменение сырья, модернизация адсорбера с переменным давлением и повышение энергоэффективности. колонки способствовали развитию и использованию мембранно-адсорбционной (МА) хроматографии, одной из потенциальных технологий для достижения высокой динамической емкости и высокой производительности в процессах аффинной ионообменной хроматографии.«Углерод не был особенно слабым в качестве адсорбера запаха, поскольку он был и является наиболее адсорбирующим природным материалом, доступным в мире», — говорит Скотт С. Основываясь на способности человеческого альбумина связывать эндотоксины, этот адсорбер содержит человеческий сывороточный альбумин, иммобилизованный на полиметакрилатных шариках. .of Technology) представляет наиболее важные основы, необходимые для планирования и оценки экспериментальных исследований адсорбции, а также для моделирования процесса и проектирования адсорбера. Они заполнены специальным адсорбером с активированным углем и ионообменными смолами со смешанным слоем для доставки сверхчистой воды с низким Содержание оглавления.

Что такое адсорбция? | Desotec

Процесс, посредством которого твердая поверхность концентрирует молекулы жидкости под действием физических сил, известен как адсорбция (тогда как абсорбция — это процесс, при котором молекулы жидкости поглощаются жидкостью и распределяются в этой жидкости).

Адсорбция активированным углем: лондонская дисперсионная сила

Элементная сила, вызывающая физическую адсорбцию на активированном угле , представляет собой дисперсионную силу Лондона, форму силы Ван-дер-Ваальса, возникающую в результате межмолекулярного притяжения.Таким образом, в случае адсорбции углерод и адсорбат химически не изменяются. Однако в процессе, известном как хемосорбция, молекулы химически реагируют с поверхностью углерода (или пропиткой на поверхности углерода) и удерживаются химическими связями, которые являются гораздо более сильными силами по сравнению с силами дисперсии Лондона. Дисперсионная сила Лондона — это межмолекулярное взаимодействие, которое существует между всеми молекулами (как полярными, так и неполярными), но оно очень короткодействующее. Он отвечает за конденсацию большинства газов в жидкости, и поэтому газы с более высоким молекулярным весом имеют более высокие температуры кипения.Лондонские силы:

Добавка: Наблюдаемая сила Лондона представляет собой сумму всех индивидуальных взаимодействий молекулы адсорбата и соседних графитовых пластин, составляющих углеродную структуру. Величина силы адсорбции будет связана с количеством углеродных пластин или плотностью углерода в непосредственной близости от молекул адсорбата.
Неспецифический: Силы Лондона существуют между всеми молекулами. Следовательно, все молекулы в некоторой степени адсорбируются на активированном угле , в зависимости от давления их паров и растворимости при температуре угля.
Не зависит от температуры: На силы Лондона не влияет температура, поэтому поле адсорбционных сил будет постоянным с температурой. (Адсорбционная способность угля все еще будет чувствительна к изменениям давления пара или растворимости адсорбирующих молекул с температурой).
Короткий диапазон: Величина силы Лондона очень чувствительна к отрыву молекулы адсорбата от графитовой пластины.Силой Лондона можно пренебречь, если расстояние между ними превышает два молекулярных слоя. Следовательно, силы адсорбции будут значительными только в том случае, если зазоры или пустоты в углеродной структуре (ширина пор) меньше четырех или пяти молекулярных слоев.

Первые три характеристики лондонских сил объединяет еще одна знакомая сила: гравитация. Силы Лондона и, следовательно, силы адсорбции углерода и аналогичны силам гравитации.Однако лондонские силы имеют гораздо меньший радиус действия и действуют в молекулярном масштабе, а не в астрономическом масштабе.

DESOTEC: адсорбция в движении!

В DESOTEC нам удается использовать активированный уголь с полной адсорбционной способностью . Таким образом, мы можем предоставить вам высокопроизводительные системы очистки газов, жидкостей, воздуха и воды благодаря уникальной адсорбционной обработке нашего высококачественного активированного угля. Адсорбция на ходу !

Адсорбция молекул на металлических поверхностях

Адсорбция молекул на металлических поверхностях Адсорбция молекул на металлических поверхностях:
Теория и приложения

Джессика Дион
Senior Seminar

Аннотация:

Скорость адсорбции молекул на металлических поверхностях зависит от такие вещи, как давление газа или концентрация молекул в растворе количество участков, доступных на поверхности металла, и тип происходящей адсорбции.Физисорбция характеризуется изменением с энтальпией 20-25 ^кДж/_моль или меньше и не вовлекать обмен или перенос электронов. С другой стороны, хемосорбция — это результат в образовании химической связи между молекулой и металлическим поверхности, часто за счет структурной честность. Энтальпии хемосорбции находятся в пределах 200 ^кДж/_моль диапазон. Было разработано множество методик. для исследования структуры металлических поверхностей, в том числе СТМ (сканирование туннельная микроскопия), которая дает профилирование поверхности по глубине до атомный масштаб, LEED (низкоэнергетическая дифракция электронов), который дает важная информация о периодичности поверхностных атомов и EELS или HREELS (спектроскопия потерь энергии электронов высокого разрешения), которые дают информация о колебательных модах адсорбированных молекул, и следовательно, их координационная среда.Каталитические свойства многие металлические поверхности известны уже более века. Некоторые общие реакции, в которых используются гетерогенные металлические катализаторы, включают гидрирование алкенов, реакции полимеризации, в том числе синтез полиэтилена и полипропилена, а также известных и малоизвестных понял синтез Фишера-Тропша широкого спектра органических продуктов из окиси углерода и водорода.

Теория адсорбции

Атомы в твердой фазе имеют гораздо меньшую подвижность, чем атомы в твердой фазе. жидкая или газовая фазы.¹⁰ Из-за этого вариации поверхности в твердом кристалле относительно постоянны с течением времени. Разнообразие координационные среды, доступные на поверхности металла, позволяют возможность нескольких типов взаимодействий между молекулами в прилегающая газовая или жидкая фаза.

Адсорбция — это процесс, при котором молекула иммобилизуется при граница между двумя фазами, не растворяясь ни в одной из них. фаза. ¹¹ Обычно это экзотермический процесс, хотя есть некоторые исключения.Поверхностное натяжение металла часто уменьшается по мере того, как молекулы становятся адсорбируется. ¹ Поскольку существует большая вероятность адсорбции молекул, взаимодействующих по мере увеличения покрытия поверхности, энтальпия адсорбция зависит от степени покрытия поверхности.

Взаимодействие между двумя адсорбированными атомами или молекулами на поверхности может быть привлекательным или отталкивающим. ⁶ Если молекулы притягиваются друг к другу другой, такой как и в случае кислорода на вольфраме, они будут адсорбироваться небольшими кластерами, рост слоя будет происходить в основном на границах кластеров.Если адсорбированные молекулы отталкиваются друг от друга, например, в случае кислорода молекулы палладия, они будут адсорбироваться в неупорядоченном слое, пока поверхность почти покрыта. Энтальпия адсорбции в этом случае становится менее отрицательным по мере увеличения частичного покрытия.

Существует два основных типа адсорбции, которые характеризуются типом и энергия образовавшейся связи адсорбат-металл. ^1,6,12 Когда молекулы становятся слабо обездвиженными на поверхности из-за ван-дер-ваальсовых или дипольных взаимодействий, они, как говорят, физически адсорбируются или физически адсорбируются.В энтальпии физисорбции обычно менее 20-25 ^кДж/_моль ⁶. Силы, удерживающие физисорбцию Таким образом, молекулы на поверхность недостаточно сильны, чтобы разрушить химические вещества. связи внутри адсорбированной молекулы. Молекула сохраняет свою идентичность, хотя он может структурно деформироваться из-за взаимодействия с поверхность. Энергия, выделяемая при физической адсорбции молекул, часто бывает поглощается металлической решеткой как тепловое движение. Из-за этого можно определить количество или скорость адсорбции путем измерения изменение температуры металла с известной удельной теплоемкостью.

Физисорбция не требует энергии активации, поэтому равновесие между поверхностью и газом или раствором достигается очень быстро. Поскольку между физадсорбированными веществами не образуются настоящие химические связи. вида и поверхности, адсорбированная молекула может блуждать или диффундировать вдоль поверхность металла. Распространяясь, он может перемещаться по кристаллу. лицом, пока он не наберет достаточно кинетической энергии, чтобы оторваться от поверхности. Он также может мигрировать на другую кристаллическую плоскость, ступеньку или перегиб. вдоль поверхности, где он может стать более плотно связанным.Эта мобильность физадсорбированных молекул является важной частью каталитических свойств металлических поверхностей.

Иногда происходит передача или совместное использование электронов между адсорбированными молекулы и поверхностные атомы. В этом случае, когда настоящая химическая связь образуется, называется химической адсорбцией, или хемосорбция. ^1,12 Энтальпия хемосорбции часто равна высокая как 200 ^кДж/_моль, хотя часто активационный барьер между физически и химически адсорбированными молекула, например, с N ₂ на железе ^4,6.в процесс хемосорбции, молекула может быть разорвана на части, чтобы удовлетворяют требованиям валентности поверхностных атомов металла. Молекулярный тогда в результате образовались бы фрагменты, и молекула потеряла бы свой прежний личность. Это еще одно важное свойство, которое приводит к высокому каталитическая активность наблюдается для многих металлических поверхностей.

В некоторых случаях наблюдается разная степень хемосорбции. Для Металлы I и II группы, наблюдается интересная тенденция. ² Когда бериллий или алюминий (металлы с относительно низкой электронной плотностью) подвергаются воздействию атомарный водород при относительно низких температурах, небольшой перенос заряда происходит хемосорбция атомов водорода на поверхность.В более высокие температуры, смещение равновесия и некоторые десорбции водорода с поверхности, но качественного изменения типа связи Н-металла не происходит. видимый. Когда магний, металл с промежуточной плотностью заряда, подвергается воздействию к атомарному водороду при относительно низких температурах поверхностный гидрид сформирован. При более высоких температурах водород начинает растворяться в объемный металл, и скорость десорбции увеличивается. В случае лития другой металл с промежуточной электронной плотностью, поверхностный гидрид образуются при низких температурах, и видно, что этот LiH распространяется в объем металла.При более высоких температурах гидрид распространяется дальше в основная масса металла. Для металлов с более высокой электронной плотностью, таких как калия и натрия, на поверхности виден толстый слой гидрида. поверхность и простираются в объем металла. При более высоких температурах эффект становится еще более выраженным.

Кинетика адсорбции

В случае адсорбции молекулы в свободном газообразном состоянии находятся в динамическое равновесие с адсорбированными молекулами. Частичное покрытие поверхность s равна количеству занятых адсорбционных центров металл делится на количество незанятых участков.Частичное покрытие, следовательно, зависит от давления (концентрации) газа, а количество доступных сайтов. ⁶

Существует множество моделей для описания кинетики адсорбции. Один Из первых моделей был предложен в 1918 году Ленгмюром. ³ Ленгмюр сделал два основные предположения. Во-первых, в процессе адсорбции образовался простой монослой адсорбированных молекул, после чего поверхность станет насыщенной, и никакие дополнительные молекулы не могут быть адсорбируется.Второе предположение заключалось в том, что ни одна из молекул адсорбированный на поверхности имел привлекательные или отталкивающие взаимодействия, даже при высоких долевых покрытиях. Графики количества адсорбированных молекул в зависимости от давления (концентрации) газа, присутствующего при постоянной температуре часто называют изотермами Ленгмюра. Сюжет тома (или количество) адсорбировано в зависимости от давления будет иметь общая форма линии:

По мере увеличения давления (или концентрации) объем (количество) количество газа, которое адсорбируется на поверхности, увеличивается до тех пор, пока, наконец, поверхность насыщена, более высокое давление не приведет к изменению количество адсорбированного газа.^5,6

Изотермы могут принимать другие формы — часто их легче статистически интерпретировать отношения, приближающиеся к линейности при идеальном обстоятельства. Изотермический график ¹/_объема vs. ¹/_{давление} будет линейный, в случае невзаимодействующего монослоя.

График зависимости давления /_объема от давления также будет быть линейным в этих условиях.
Рассмотрим реакцию:

ка
G + M GM
kd

где G — молекула газа, M — поверхностный атом, а ka и kd — константы скорости адсорбции и десорбции соответственно.(Под Предположения Ленгмюра о том, что адсорбирующие молекулы не взаимодействуют при высоких фракционные покрытия поверхности, и что образуется только монослой) Если адсорбция приводит к иммобилизации недиссоциированной молекулы газа на поверхности, скорость адсорбции равна kapN (1-s), где p — давление, N — общее количество адсорбционных центров на поверхности, s — фракционное покрытие поверхности, как определено выше. Скорость десорбция тогда равна KdNs. В состоянии равновесия эти две скорости равны равна, а общая скорость адсорбции равна ^Kp/_{(1 + Kp)}, где Kp = ka / kd.В этом случае Kp находится в ед. р-1. ⁶

В случае диссоциации молекулы газа, когда она становится адсорбируется, как это часто бывает при хемосорбции двухатомных газов на металлические поверхности, скорость адсорбции будет пропорциональна не только давления, но с вероятностью того, что каждый диссоциированный фрагмент будет найти участок по металлу. Ставка будет равна kap [N (1-s)] 2, а скорость десорбции будет равна Kdp (Ns) 2. В состоянии равновесия общая ставка будет равна Kp1 / 2/1 + (Kp) 1/2.⁶ (ПРИМЕЧАНИЕ: ЭТО НЕПРАВИЛЬНО, настоящие формулы см. в Аткинсе !! *краснеть*)

Методы исследования структуры поверхности

В настоящее время существуют сотни методов исследования структуры чистые металлические поверхности, и изменения, которые эти поверхности претерпевают как результат адсорбции. Несколько наиболее распространенных техник обучения металлические поверхности будут представлены сейчас, включая сканирование туннелей. Микроскопия, спектроскопия дифракции электронов низких энергий и электронная Спектроскопия потерь энергии.Большинство методов изучения явлений, связанных с адсорбция газов на металлические поверхности происходит в сверхвысоком вакууме (сверхвысокие вакуума), в которой давление достигает 10 ^-9 до 10 ^-11 торр. Поверхности металлов, используемых в в большинстве исследований перед экспериментами не должно быть других адсорбентов. начинать. Чаще всего это достигается с помощью повторяющихся циклов аргона. распыление (когда атомы аргона бомбардируют поверхность металла) и отжиг.

Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) — метод, который был изобретен в 1980-х Гердом Биннигом и Генрихом Рорером, получившими Нобелевская цена по химии за их изобретение.⁷ Вольфрамовый зонд затачивается методом полевого испарения8 до достижения радиуса кривизны на tip (r) составляет всего несколько ангстрем. Затем зонд помещается в несколько ангстрем проводящей поверхности. Поскольку зонд сканирует поверхность в в направлениях xy поддерживается постоянное туннельное сопротивление между наконечник и поверхность через механизм обратной связи. Этот туннельный ток обычно измеряется в наноамперах или меньше. Сила тока экспоненциально меняется в зависимости от расстояние между наконечником зонда и образцом (d) и туннелирование ток обычно падает на порядок после каждого срабатывания наконечника. от поверхности.Результатом является контурная карта или «топограф» поверхность. Однако трудно точно определить, что такое поверхность, на субатомном уровне. Инструмент довольно нечувствителен к позиции атомов под первым слоем. ¹³

Кажущуюся «глубину» поверхности можно проследить с точностью до десятых долей. в идеале. Разрешение по глубине и точность зависят от угла. наконечника. ^7,8 Если наконечник очень узкий, более точное сканирование вдоль острого получаются вертикальные границы, потому что кончик не «попадает в саму себя» способ».Более широкие наконечники смогут сканировать более мелкую область, а глубина профиль будет другим. Даже насадки с относительно большим радиусом кривизны (около 1000), разрешение 50 может быть получено по поверхность. Поскольку туннельный ток настолько зависит от зазора расстояние, лучшие топограммы считаются результатом ток между отдельными атомами на поверхности и отдельными атомами на зонде. Боковое разрешение несколько хуже и примерно равно [ (2) (r + d)] 1/2 ¹³

Некоторые преимущества этого метода включают чрезвычайно большую глубину возможно профилирование, лицо, которое, поскольку линзы не используются, шум от аберрации не проблема, радиационно-индуцированные изменения образца маловероятно, потому что вовлеченные электроны имеют очень низкую энергию (всего несколько электрон-вольт не более).Также СТМ можно проводить в воздухе, другие газах или даже в жидкости, потому что в них нет свободных электронов. Этот метод также предоставляет прямую информацию в реальном пространстве о поверхность, что особенно важно при исследовании непериодических поверхности или поверхности с дефектами.

Низкоэнергетическая дифракция электронов (ДМЭ) — очень распространенный метод. изучить структуру металлических поверхностей. ^1,4 Обычно a монокристалл помещается в камеру сверхвысокого вакуума, а пучок электронов фокусируется на кристалле перпендикулярно плоскости поверхность.Поскольку электроны имеют низкую энергию (всего несколько эВ), они не проникать в образец на глубину более нескольких атомных радиусов, и получается только поверхностная информация. Электроны, отражающиеся от На поверхности металла встречаются три полукруглые решетки. Первая сетка состоит из тот же потенциал, что и у металлического кристалла. Вторая сетка допускает только электроны исходной энергии, так что только электроны делают упругие столкновения с металлом способствуют сигналу. Третья сетка ускоряет электроны на флуоресцентном экране, который может быть сфотографировал.

Дифракционная картина для чистой поверхности обычно состоит из узор пятен, соответствующих симметрии поверхностной сетки атомы. Таким образом, этот метод дает информацию об элементарной ячейке и периодичность поверхности. ⁵ Разрешение реально около .01-1, так что степень порядка и тип симметрии могут быть определяется в области около 100 (не более) ⁵ Шаблон будет сжиматься или расширяться в зависимости от энергии налетающего электрона луч.Поверхности, содержащие периодические дефекты или массивы упорядоченных адсорбированных молекулы часто демонстрируют более сложные, но поддающиеся интерпретации, узоры. ^6,7 Неупорядоченные поверхности или поверхности со случайным адсорбированные молекулы часто дают «размытые» дифракционные картины.

Электронная спектроскопия потери энергии (EELS) — метод, аналогичный LEED, но он более полезен для поверхностей с адсорбированными молекулами, потому что он дает вибрационную информацию. ^5,6 Это может привести к пониманию относительно типов связей, которые произошли между молекулой и металл.Прибор такой же, как тот, что использовался для экспериментов LEED, за исключением того, что в этом случае электроны, совершая неупругие столкновения с металлическая поверхность способствует сигналу. В этом случае вместо Получив «фотографию» периодичности поверхности, можно составить график с интенсивностью в зависимости от потерь энергии электронов. Энергия, потерянная электронами столкновение с поверхностью будет количественно соответствовать энергии поглощается адсорбированными молекулами в виде колебаний. Эта техника очень чувствителен к легким элементам, а количество адсорбата составляет всего Этим методом может быть обнаружено m1% монослоя.⁶

Это лишь несколько эффективных методов, обычно используемых для изучения структура поверхности и явления. Многие другие формы спектроскопии и микроскопия используется для различных видов исследований удельной поверхности. А Достаточно полную таблицу, определяющую эти методы, можно найти в [5]. 1, стр. 330-337.

Каталитические свойства

Знания, полученные в результате исследования металлических поверхностей и адсорбции имеет много приложений ¹⁴ и может внести свой вклад в развитие лучших изоляционных слоев для металлов, контроля коррозии, декоративных покрытия, промотирование адгезии, молекулярные сенсоры, гетерогенные катализаторы, внутреннее протезирование живых организмов ¹⁵ и сотни другие.Одна важная причина для изучения структуры и реакционной способности реакции, происходящие на поверхности металлов, заключается в понимании истоки каталитических свойств многих металлических поверхностей. Некоторые из лучшие металлические катализаторы — те, которые имеют гранецентрированную кубическую кристаллическая структура, такая как Pt. Ni, Pd, Rh, Cu, Ag и Au. ⁵ разница в каталитической активности между каждым из них может быть частично из-за различия c в перестройке вдоль поверхности при адсорбции, так как а также валентные характеристики.Каждый металл имеет разные типы искажений и изменения симметрии вдоль различных плоскостей кристалла при адсорбция. Следовательно, каждый из них больше подходит для катализирования некоторых реакций. чем другие.

Всегда есть изменение энтальпии, связанное с любым реакция. Если изменение энтальпии положительное, некоторая энергия активации будет необходимо для достижения переходного состояния и сформированные продукты. Если эта энергия активации намного больше, чем энергии, доступной для реагентов, реакция будет протекать с очень высокой скоростью. медленная скорость.Катализатор — это вещество, которое регенерируется в результате реакции процесс (не истощается), что снижает энергию активации необходимы для образования продуктов из реагентов. Промежуточные звенья, образованные в присутствие катализатора не должно быть настолько стабильным, чтобы продукт термодинамически неблагоприятный. ⁴ Это следует учитывать при разработка катализатора.

Реакции, катализируемые металлами, могут быть гомогенными, где металл растворены в реакционной среде, или они могут быть гомогенными, где металл находится в дискретной несмешивающейся фазе (обычно твердой) от реакционная среда.¹⁶ Гетерогенные катализаторы часто требуют относительно высокой температуры или давления и приводят к смешиванию продуктов. Увеличить площадь поверхности гетерогенного катализатора и, следовательно, количество активных центров гетерогенный катализатор часто бывает «мелкодисперсным» или разбита на мелкие частицы, но это все же отдельная фаза от реагенты. Несмотря на сотни доступных для изучения техник поверхности изучать гетерогенные реакции гораздо сложнее, чем он предназначен для изучения реакций, в которых все виды находятся в растворе.Кроме того, многие гетерогенные катализаторы производят широкий спектр продуктов и не имеют единый механизм действия. Из-за этого точные механизмы многие, казалось бы, простые реакции, катализируемые металлами, такие как производство аммиака из двухатомного азота и водорода все еще плохо понял. ⁴

Гомогенные катализаторы несколько более селективны, и реакции часто требуются более низкие температуры и давления, но катализатор должен быть отделяется от реакционной среды и продуктов, когда реакция полный.¹⁶ Поскольку многие современные аналитические методы требуют исследуемая система является однородной или солидарной, механизмы для многих гомогенных реакций хорошо изучены. Гибридная форма катализатор, который пытается использовать преимущества селективности гомогенные катализаторы и разделимость гетерогенных катализаторов иногда видел. В этих случаях металлоорганическая группа прикрепляется к прочная опора. Различие между гетерогенным и гомогенным катализаторы в этом случае несколько произвольны, потому что некоторые реакции, которые происходят в координационной сфере атома металла в растворе, также имеют место, если атом металла закреплен на твердой опоре.¹⁷

Особые каталитические приложения

Некоторые основные реакции, которые могут эффективно катализироваться металлическими поверхности включают гидрирование алкенов и алкинов, каталитические крекинг (процесс, при котором высокая молекулярная масса (C ₁₂ или выше) фракции нефти превращаются в смесь более разветвленных, низкоразветвленных молекулярная масса алканов (C ₅ -C ₁₀)), производство полимеров, в том числе синтез полиэтилена высокой плотности (HDPE) и полипропилена, широко известный и менее изученный синтез Фишера-Тропша широкого спектра органических молекул из оксида углерода и газообразного водорода и многих другие.

Гидрирование алкенов молекулярным водородом является экзотермическим процесс, с (H (-30 ккал / моль. ¹⁸) Однако некатализированный реакция имеет высокую энергию активации. Хотя эта реакция не происходят с заметной скоростью при комнатной температуре, это происходит быстро, когда добавляется гетерогенный металлический катализатор, такой как мелкодисперсная платина, никель, палладий, родий или рутений. ¹⁸ Когда такой металл настоящее, молекулярный водород хемосорбируется на поверхность, ослабляя водородно-водородная связь значительно.Алкены также адсорбируются на поверхности, и атомы водорода добавляются к алкену ступенчато, sin мода. Затем вновь образованный алкан отрывается от поверхности и процесс продолжается. Это один из примеров, когда стереохимия продукт можно контролировать с помощью гетерогенных катализаторов.

Производство полипропилена с использованием соли хлорида титана закреплен на опоре MgCl ₂, известной как Ziegler Natta Реакция может быть достигнута при использовании температуры и давления окружающей среды.Зиглер и Натта получили за это в 1963 году премию Мобел. разработка. ²⁰ В этой реакции атомы титана на поверхности не имеют заполненной координационной сферы и действуют как Льюис кислоты, эффективно принимая адсорбированный этилен или пропилен в качестве лиганда.

Метод Фишера-Тропша для синтеза органических молекул из окись углерода и молекулярный водород — невероятный пример отсутствие специфичности и сложные механизмы, участвующие в гетерогенных катализ.¹⁹ Общая реакция:

nCO + 2nH ₂ —> — (CH ₂) n + nH ₂ O.

(H500K = 39,4 ^ккал/_моль для этой реакции. Продукция включает различные алканы с прямой цепью, алкены, спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, сложные эфиры и некоторые арены. ¹⁹ В гетерогенный металл, используемый для катализа этой реакции, может быть Fe, Co, Ni или Rh ₂. ¹

На вероятность роста цепи влияют несколько реакций условия.²¹ Основность катализатора имеет определенную влияет на пропорцию образующихся продуктов. K ₂ O часто добавлен к металлу для повышения эффективности реакции. это считал, что K ₂ O придает металлу некоторую электронную плотность, снижает его рабочую функцию и облегчает пожертвование металла электронная плотность к адсорбированному CO. Общая температура реакции также влияет на доминирующие продукты. Термодинамические продукты для Завершают реакцию углерод (графит) и метан.На более низком температуры, кинетические факторы преобладают, и более сложные молекулы рассматривается как «продукты» катализируемой реакции. При более высоких температурах образование метана и алканов с меньшей цепью увеличивается, поскольку термодинамические соображения имеют большее влияние.

Пожалуй, наиболее важным условием реакции является относительное давления реагентов. ¹⁹ CO и H ₂ O известны сильно хемосорбироваться на этих металлах при этих реакциях условиях, в то время как h3 слабо хемосорбируется.Если парциальное давление молекулярного водорода высока по сравнению с CO и H ₂ O, это будет иметь возможность более эффективно конкурировать с двумя последними газами за активные участки на металлической поверхности. Из-за повышенной концентрации хемосорбированный водород, вероятность ступеней обрыва цепи будет довольно высокий, и продукты будут иметь довольно низкий молекулярный вес. Если парциальное давление h3 поддерживается низким по отношению к CO и H ₂ O парциальное давление, поверхность будет иметь меньше хемосорбции водорода, и будут преобладать стадии образования и роста цепи.

В каждой из этих реакций адсорбция (хемосорбция) реагенты значительно снижают энергию активации реакции. Это всего лишь несколько примеров гетерогенных катализаторов — их много. более, состоящий из сплавов или металлических растворов, солей, оксидов и других сочетания и типы поверхностей.

Перспективы на будущее

Развитие нашего понимания сил, управляющих адсорбция на металлических поверхностях имеет большое значение не только для академические исследования, но в таких областях, как материаловедение, человеческое спрос на одежду и обработанные изделия становится намного более высоким, в машиностроение, электроника и полупроводники, где это становится все более важным для понимания адсорбции и точных свойств некоторых металлов и сплавов, поскольку давление на миниатюризацию увеличивается.Другие приложения включают разработку биосовместимых искусственных тканей, конечностей и протезов ¹⁵, а также развитие различные или более безопасные методы обработки пищевых компонентов, например, частичное гидрирование насыщенных жиров. Поскольку наша способность исследовать точный характер чистых и нечистых поверхностей увеличивается, и потому что поверхности металлов и сплавов так сильно различаются на атомном уровне, что перспективы разработки новых гетерогенных катализаторов очень велики.

Артикул:

1. Physical Chemistry of Surface , Adamson, Arthur W., c1990 г. John Wiley and Sons, Inc.

2. Спрунгер П. Т., Пламмер Э. У., Взаимодействие водорода с Простые металлические поверхности , Surface Science , 307-309, 118-122 (1994)

3. Langmuir, Journal of the American Chemical Society , 40, 1361-1402 (1918)

4. Кинетика гетерогенных каталитических реакций , Boudart, Мишель, Джга-Мариадассу, Г., c1984 Издательство Принстонского университета.Нью-Джерси.

5. Темы прикладной физики: Том 4: Взаимодействие с металлом Surfaces , Gomer, R. Ed., C1975 Springer-Verlag, N.Y.

6. Physical Chemistry , 4-е изд., Aktins, P. W., c1990 Oxford University Press.

7. Сканирующая зондовая микроскопия и спектроскопия: методы и Applications , Wiesendanger, Roland, c1975 Cambridge University Press.

8. Методы экспериментальной физики , Том 27: Сканирование Туннельная микроскопия , Stroscio, Joseph A., Кайзер, Уильям Дж., C1993 г. Academic Press, Inc.

9. Ohtani, H. Kao, C. T., Van Hove, M. A., Somorjai, G.A., Prog. Наука о поверхности 23, 155 (1987)

10. Физика и химия поверхности , 3-е изд., Адам, Н. К., c1941 г. Oxford University Press, Inc.

11. О физической адсорбции , Росс, С., Оливье, Дж. П., c1964 Джон Wiley and Sons, Inc.

12. Коэффициенты термической аккомодации и коэффициенты адсорбции of Gases , Saxena, S.К., Джоши, Р.К., Фонд исследований Пердью, 1981.

13. Tersoff, J., Hamann, D.R., Теория сканирующего туннелирования. микроскоп , Phys. Ред. B , 31 (2), 805 (1985).

14. Richarson, N.V., Frederick, B.G., Unertl, W.N., El Farrash, A., Исследования хемосорбции, связанные с реактивным ростом органической пленки , Surface Scienceb , 307-309 124-131 (1994)

15. Личное общение, Мойра Ринго, химический факультет Университета Вермонта, 1995 г.

16. Неорганическая химия: основы строения и реакционной способности , 4-е изд., Huheey, J., Keiter, E.A., Keiter, R.L., c1993 Harper College Издатели.

17. Marshall, G.W., Putscher, R.E., Металлоорганическая химия и Катализ в промышленности , Журнал химического образования , 63, 189–191 (1986)

18. Organic Chemistry , Solomons, T.W.G., c1992 John Wiley and Сыновья, Inc.

19. Hermann, W.A., Металлоорганические аспекты метода Фишера-Тропша Синтез , Журнал металлоорганической химии , 372, 117-130 (1989)

20. История и современное состояние полипропилена катализ полимеризации , Журнал химического образования , 63, 191–195 (1986)

21. Dry, M.E., Коммерческое преобразование окиси углерода в топливо и химикаты , Журнал металлоорганической химии , 372, 117-127 (1989)

Что такое активированный уголь?

Хотя термин «гранулированный активированный уголь» используется в общем, он может относиться к десяткам похожих, но не идентичных адсорбентов.В зависимости от сырья, метода и степени активации, а также других факторов активированный уголь может по-разному работать в различных областях применения.

Что такое активированный уголь?

Гранулированный активированный уголь — это очень универсальная группа адсорбентов, способных избирательно адсорбировать тысячи органических и некоторых неорганических материалов. Углерод был активирован и использовался в качестве адсорбента на протяжении веков, начиная с медицинского использования порошкообразного углерода в Древнем Египте и заканчивая обугленными внутренностями бочек для виски.Гранулированный парофазный активированный уголь впервые широко использовался в военных противогазах Первой мировой войны, а в период между мировыми войнами — в коммерческих системах восстановления растворителей.

Гранулированные активированные угли в жидкой фазе впервые нашли свое применение после Первой мировой войны в обесцвечивании сахара и очистке антибиотиков. Сегодня существуют сотни применений — если различные применения под общим заголовком экологический контроль подсчитываются отдельно, количество текущих применений исчисляется тысячами

Адсорбция / адсорбенты / гранулированный активированный уголь

Поскольку адсорбция является сравнительно специализированной технологией, определение капсулы терминов могут быть полезны.Адсорбция — это поверхностное явление, при котором молекулы адсорбата притягиваются и удерживаются на поверхности адсорбента до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между адсорбированными молекулами и молекулами, которые все еще свободно распределены в несущем газе или жидкости. В то время как атомы в структуре адсорбента притягиваются во всех направлениях относительно одинаково, атомы на поверхности проявляют несбалансированную силу притяжения, которой помогают молекулы адсорбата. Таким образом, можно понять, что адсорбция происходит на любой поверхности, например на оконном стекле или на столешнице.Характерной чертой адсорбента является наличие большой площади поверхности; обычно через область стенки или щели, капилляры или поры, пронизывающие его структуру, в очень небольшом объеме и единичном весе.

Тип адсорбции, который зависит в первую очередь от поверхностного притяжения, при котором такие факторы, как температура системы, давление или концентрация примесей могут сдвигать адсорбционное равновесие, дается дальнейшей классификации физической адсорбции. Электронные силы (силы Ван-дер-Вааль), ответственные за адсорбцию, связаны с теми, которые заставляют подобные молекулы связываться вместе, вызывая явления конденсации и поверхностного натяжения.Теоретически некоторые предпочитают аналогию с физической адсорбцией, подобной тому, как частицы железа притягиваются к магниту и удерживаются им. Физическая адсорбция является наиболее часто применяемым типом, но важной подклассификацией является хемосорбция. Хемосорбция относится к химической реакции между адсорбатом и адсорбентом или часто реакцией с реагентом, который может быть пропитан на обширной поверхности адсорбента (см. «Пропитанные угли» ниже). Таким образом, физическая адсорбция / десорбция сохраняет химическую природу адсорбата, в то время как хемосорбция изменяет ее.

Поверхностное явление адсорбции теперь можно противопоставить апсорбции, при которой один материал смешивается с физической структурой другого; например, растворение фенола в волокнах ацетата целлюлозы (абсорбция) по сравнению с прилипанием поверхностным притяжением к внешнему слою волокон (адсорбция).

Гранулированный активированный уголь (активированный уголь) представляет собой адсорбент, полученный из углеродсодержащего сырья, в котором термические или химические средства были использованы для удаления большей части летучих неуглеродных компонентов и части исходного содержания углерода, давая структуру с большая площадь поверхности.Результирующая углеродная структура может быть относительно регулярной сетью атомов углерода, полученной из ячеистой структуры исходного материала, или это может быть неправильная масса пластинок кристаллитов, но в любом случае структура будет пронизана отверстиями, которые появятся под электронным слоем. микрографическое увеличение в виде губчатой структуры. Поверхность углерода обычно неполярна, то есть по существу электрически нейтральна. Эта неполярность придает поверхности активированного угля высокое сродство со сравнительно неполярными адсорбатами, включая большинство органических веществ.В качестве адсорбента активированный уголь в этом отношении контрастирует с полярными осушающими адсорбентами, такими как силикагель и активированный оксид алюминия. Гранулированный активированный уголь будет проявлять ограниченное сродство к воде из-за капиллярной конденсации, но не будет обладать поверхностным притяжением к воде осушителя.

Уровень активности

Уровень активности часто выражается как общая площадь поверхности на единицу веса, обычно в квадратных метрах на грамм. Общая открытая поверхность обычно находится в диапазоне 600-1200 м2 / г.Ближе к верхнему пределу этого диапазона можно было бы лучше представить себе фунт (около кварты) гранулированного активированного угля с общей площадью поверхности 125 акров.

Чтобы быть полезным при адсорбции, площадь поверхности должна присутствовать в отверстиях, достаточно больших, чтобы впустить молекулу (ы) адсорбата. Чтобы дать некоторые рекомендации по этой теме и в целях контроля качества, углеродная промышленность разработала дополнительные стандартизированные тесты адсорбции паров и жидкостей с использованием адсорбатов различного молекулярного размера и химической природы, таких как йод, фенол, метиленовый синий, четыреххлористый углерод, бензол и др. цвет в стандартном черном патоке ремешка.Каким бы ни был уровень активности, он имеет наибольшее значение, если рассматривать его с дополнительными характеристиками, описанными в следующих разделах.

Структура пор

Хотя отверстия в углеродной структуре могут иметь различную форму, термин «пора», подразумевающий цилиндрическое отверстие, широко используется. Описание мельчайших расстояний между стенками этих пор, обычно выражаемых как функция общей площади поверхности или общего объема пор, представленных порами различного «диаметра», представляет собой кривую структуры пор.На следующих рисунках показаны некоторые образцы кривых структуры пор и примерные формы пор, описанные этими кривыми. Обратите внимание, что изображенная средняя форма пор является результатом суммирования пор различных размеров и форм. Таким образом, поры внутри активированного угля вряд ли будут иметь точно среднюю форму, но гранулированный активированный уголь в целом часто будет работать так, как если бы вся его площадь поверхности была в порах этой формы.

Поры наименьшего диаметра составляют структуру микропор и являются участками с наибольшей адсорбционной энергией.Микропористость помогает адсорбировать органические пары с более низкой молекулярной массой и температурой кипения, а также удалять следы органических веществ из воды до не поддающихся обнаружению уровней. Более крупные поры образуют макропористость, которая полезна для адсорбции очень больших молекул и агрегатов молекул, таких как «цветные тела» в растворах сахара-сырца. Другая важная функция структуры макропор заключается в содействии диффузии жидкостей к участкам адсорбции внутри углеродной частицы.

Учитывая вышеизложенное, пористая структура.(1) были бы эффективны для адсорбции растворителей с высокой летучестью, для определенных типов контроля запаха и для удаления следов органических веществ из воды; последнее с предельными характеристиками диффузии. Структура пор по линиям. (2) обеспечивают хороший баланс селективности для молекул различного размера, способность снижать парообразное и жидкое загрязнение до сверхнизких уровней и хорошие характеристики диффузии. Структура (3) обеспечивает отличную диффузию и может вместить молекулы очень большого размера, но имеет небольшую микропористую структуру и будет иметь очень низкую удерживающую способность для большинства органических веществ.

Сырье

Гранулированный активированный уголь можно производить из различного углеродсодержащего сырья, каждое из которых придает типичные качества готовой продукции. Товарные сорта обычно получают из скорлупы кокосовых орехов и других орехов, битуминозных и бурых углей, нефтяного кокса и опилок, коры и других древесных продуктов. Как правило, скорлупа орехов и нефтяной кокс будут давать очень твердый углерод с пористой структурой, характеризуемой (1) выше, угли имеют структуру типа (2) в сравнительно твердых углеродах и древесную структуру (3) в углероде, не обладающую сильным раздавливанием и истиранием. сопротивление.Следует подчеркнуть, что определенные производственные технологии могут давать углерод, который отклоняется от нормы для данного сырья.

Кажущаяся плотность

Твердая или скелетная плотность большинства активированных углей будет находиться в диапазоне 2,0–2,1 г / см 3, или примерно 125–130 фунтов / куб. Фут. Однако это будет описывать материал, по существу, без площади поверхности и без адсорбционной способности. Для GAC гораздо более практичной плотностью является кажущаяся плотность (A.D.) или масса данного объема частиц адсорбента.Эта плотность будет значительно ниже плотности твердого вещества из-за наличия пор внутри частиц и пустот между частицами. В большинстве коммерческих GAC колебание A.D. находится в пределах 0,4-0,5 г / куб. См или 25-31 фунт / куб. Фут.

Поскольку гранулированный активированный уголь используется в адсорберах фиксированного объема, значения кажущейся плотности можно использовать для расчета объемной активности, которая может помочь определить работоспособность адсорбера с альтернативными количествами углерода. Например, предположим, что углерод A адсорбирует йод с образованием стандартизированного йодного числа 1100 мг / г.и имеет A.D. 0,4 г / см3. Углерод B имеет йодное число 950 мг / г и A.D. 0,5 г / см3. Если умножить A.D. на значение основной массы, углерод A имеет объемную емкость по йоду 440 мг / куб.см, тогда как углерод B имеет значение 475 мг / куб. Следовательно, углерод B, который имеет более низкую активность, может фактически выполнять больше работы и, следовательно, иметь более длительный срок службы, чем углерод A того же объема. Если цена угля B позволяла заполнить данный адсорбер с большей требуемой массой, он, таким образом, мог бы быть наиболее экономичным из этих адсорбентов с точки зрения себестоимости.

Поскольку стандартные тесты активности проводятся с высушенным в печи углем, сразу становится очевидно, почему высокие значения A.D., отражающие добавленную влажность, не дают преимущества, показанного выше. Точно так же высокие плотности из-за значительно низких уровней активности, золы или неактивных остатков полукокса от реактивации или любых неуглеродных примесей обычно не улучшают срок службы или способность адсорбента производить высокоочищенные жидкости.

Размер частиц

Размер большинства гранулированных активированных углей указан в U.S. Диапазон сит, который будет включать большинство частиц в распределении по размерам. Обычно диапазон покрывает 85-95% всего продукта, при этом несколько процентов немного больше и меньше размеров, разрешенных спецификацией. Подобный подход иногда используется с Tyler Screen или экранами других размеров. Гранулированный уголь, хотя и не совсем гранулированный, часто описывается методом диапазона сит или диаметром гранул.

Обычная паровая фаза (США). Диапазоны размеров сит: 4 × 6, 4 × 8, 4 × 10, 6 × 16 и 12 × 30.Гранулированный активированный уголь в жидкой фазе обычно несколько меньше, обычно 8 × 30, 12 × 20, 12 × 40 и 20 × 50. Подробные описания сит можно найти в технических руководствах, поэтому здесь приведены лишь некоторые типичные размеры:

Поскольку для удаления примесей требуется диффузия адсорбата во внутричастичную структуру, скорость адсорбции будет увеличиваются при уменьшении размера частиц. Поскольку жидкость протекает через адсорбер, для увеличения скорости адсорбции потребуется меньшая глубина слоя адсорбента и меньшее время контакта для области, в которой адсорбат удаляется.Эта функциональная область адсорбции называется фронтом волны адсорбции или зоной переноса. Однако для любой данной жидкости уменьшение размера частиц приводит к увеличению сопротивления потоку или падению давления. На практике размер частиц выбирается таким образом, чтобы обеспечить разумный баланс между конкурентными преимуществами высокой скорости адсорбции и эффективного удаления по сравнению с обязательствами, связанными с повышенным сопротивлением потоку и сопутствующими более высокими затратами на перекачивание.

Твердость

Твердость и стойкость к истиранию обычно полезны для всех гранулированных активированных углей, хотя их эксплуатационная пригодность может сильно различаться.В пределах обычных конструкций адсорберов и рабочих диапазонов все коммерческие гранулированные активированные угли могут выдерживать собственный вес и воздействие давления, вызванное потоком жидкости. Таким образом, в системах, в которых гранулированный активированный уголь будет использоваться один раз или обрабатываться очень редко, характеристики твердости могут иметь незначительное значение или не иметь никакого значения. И наоборот, если углерод будет подвергаться частому обращению на стадии регенерации, подвергаться тепловым колебаниям при регенерации на месте или должен выдерживать чрезмерную вибрацию, твердость может стать весьма важной.Например, мелкие частицы (пыль) от работы с мягким углеродом в системе, использующей термическую реактивацию, могут удвоить или утроить потери в самой печи реактивации. В системах регенерации растворителей, использующих циклы пропаривания для регенерации, угли, которые легко разрушаются, могут часто повышать перепад давления настолько, чтобы потребовать повторного просеивания и пополнения адсорбента или его замены.

При оценке показателей твердости следует помнить, что испытание на твердость гранулированного активированного угля не имеет отношения к шкалам твердости, используемым для пластмасс, металлов или минералов.Углерод с твердостью 98 значительно тверже, чем один из 80, но даже более твердые материалы, такие как алмаз, сталь и медь, даже если они различаются по фактической твердости, все будут сообщать как 100 на основе теста на твердость гранулированного активированного угля. .

Зола

Зола, если она входит в состав углеродного сырья, обычно составляет от 2 до 20 массовых процентов в промышленных гранулированных активированных углях. Часть общей золы может быть водорастворимой, обычно большее ее количество может раствориться в кислоте, а оставшаяся часть находится глубже в скелетной структуре углерода, чтобы быть эффективно нерастворимой.Зола углерода древесины и скорлупы орехов обычно богата щелочными металлами, а зола угля — в основном оксидами алюминия, кремния и железа. В ограниченных случаях, когда следы растворимой или реактивной золы нежелательны, доступны гранулированные активированные угли, предварительно промытые водой или кислотами, или сорта, основанные на определенном сырье, могут минимизировать общий уровень золы или отдельные компоненты золы.

Естественная зола обычно не оказывает вредного воздействия на процесс адсорбции, и стандартные тесты активности показывают эффективность гранулированного активированного угля, включая вес золы.Однако в некоторых регенерированных гранулированных активированных углях зола, которая является остатком от предыдущих применений, может блокировать часть или всю структуру микропор, которая имеет жизненно важное значение для удаления органических веществ до сверхнизких уровней. Точно так же, если зола возникла из-за предыдущей пропитки для другого использования или из-за какой-либо другой примеси, характеристики угля могут быть серьезно подорваны.

pH

Водные экстракты активированного угля используются для определения pH. Необработанный уголь на основе угля обычно близок к нейтральному, в то время как угли ореховой скорлупы и древесные угли более щелочные.Большинство необработанных GAC варьируются в диапазоне pH 6-10, но добавленные кислоты или щелочи могут еще больше расширить этот диапазон.

При очистке воды и водных растворов pH гранулированного активированного угля следует сравнивать с предпочтительным pH раствора. Большинство органических веществ лучше всего адсорбируется из слабокислого раствора с pH 5-7. Однако начальный pH GAC не будет очень долго влиять на pH обработанного раствора (хотя удаляемые адсорбаты могут изменить pH раствора).

Пропитанный уголь

Большая площадь поверхности на единицу веса или объема может сделать гранулированный активированный уголь эффективным субстратом для дозирования других материалов в удобной форме.Импрегнанты могут быть катализаторами или реактивными химическими веществами, добавленными для повышения скорости адсорбции, селективности или емкости для определенных адсорбатов. Примеры последних могут включать угли с более высокой скоростью удаления сероводорода и других кислых газов, некоторые со способностью удалять аммиак и более легкие амины, а некоторые с повышенной способностью восстанавливать пары ртути. Пропитанный уголь обычно сохраняет 75% или более физической адсорбционной способности основного углерода, поэтому они часто используются для комбинированной физической адсорбции и хемосорбции.Будет ли пропитанный гранулированный активированный уголь экономически эффективным, часто зависит от того, является ли конкретный адсорбат единственным или основным кандидатом для удаления.

Реактивация

Как объяснялось ранее, активацию углерода часто проводят в высокотемпературных печах в умеренно окислительных условиях. Как следует из названия, реактивация относится к использованию аналогичного процесса для улетучивания и окисления адсорбатов на отработанном угле. Термин «реактивация» можно противопоставить «регенерация», которая относится к пропариванию или другим методам восстановления части адсорбционной способности GAC, хотя термины обычно меняются местами.Реактивация почти всегда приводит к заметным изменениям в структуре пор из-за дополнительного окислительного моделирования углеродной поверхности и, часто, отложений остаточного нагара или неорганических материалов. В некоторых случаях реактивированные гранулированные активированные угли работают лучше, чем первичный материал, но во многих других может наблюдаться определенная потеря сравнительной эффективности или постепенно возрастающая потеря эффективности. Когда наблюдается потеря эффективности, она обычно наиболее выражена в структуре микропор, поэтому с точки зрения эксплуатации это наиболее важно, когда необходимо удалить последние следы загрязнения.

Специальная реактивация, при которой гранулированный активированный уголь будет отделен и возвращен для того же использования, имеет тенденцию быть более предсказуемой, чем использование реактивированного GAC из другого предыдущего использования или смеси реактивированных гранулированных активированных углей из множества предыдущих использует. Однако специальная реактивация нецелесообразна для отработанных количеств ГАУ менее нескольких тонн. Можно понять, что рентабельность реактивированных углей по сравнению с первичными углями зависит от требований к характеристикам, сравнительного объемного срока службы и объемной стоимости материала (стоимость единицы веса может вводить в заблуждение, поскольку реактивированные угли часто имеют более высокую кажущуюся плотность).Учитывая возможные вариации в реактивированном угле, также будет понятно, что уважаемый поставщик всегда должен указывать, предлагается ли чистый или реактивированный GAC.

Обеспечение качества

Качество и однородность гранулированного активированного угля в основном связаны с характеристиками, включающими: (1) адсорбционную способность и (2) физическое описание продукта. Производство активированного угля, часто в сотрудничестве с A.S.T.M. и другие организации по стандартизации разработали серию тестов для измерения этих характеристик.Как и следовало ожидать, такие тесты могут использоваться как для контроля производства, так и, как опубликованные спецификации, для гарантии потенциальных покупателей.

Не все производители и дистрибьюторы гранулированного активированного угля публикуют спецификации адсорбции. Среди тех, которые соответствуют спецификациям, нельзя использовать ту же самую точную группу тестов. Однако обычно возможна некоторая корреляция значений, например, между тестом на четыреххлористый углерод в паровой фазе, используемым в США, и тестами на бензол и ацетон, более распространенными в Европе и на Дальнем Востоке.

Среди физических испытаний методы определения влажности, кажущейся плотности и размера или распределения частиц являются относительно стандартными для производителей. Значения твердости или абразивного износа могут потребовать некоторой интерпретации или корреляции, как указано выше.

Такие термины, как «высокое качество; отличные адсорбционные характеристики; жесткий; плотный; так далее.» являются неадекватными заменами спецификаций. Они не предлагают никаких указаний по сравнению, никакой гарантии качества и никакой уверенности в единообразии.

Прогнозирование производительности

Многие потенциальные пользователи гранулированного активированного угля будут рассматривать приложения, которые в некоторой степени уникальны.Возможно, смесь примесей необычна, или требуемые системные условия или рабочие характеристики могут быть новыми. Неопределенность этих ситуаций исторически разрешалась путем тестирования. Совсем недавно компьютерные методы корреляции пара и жидкости были разработаны для использования в тех случаях, когда срочность, отсутствие тестовых жидкостей или стоимость делают тесты непрактичными; или помочь установить протоколы испытаний, которые дадут наиболее полезную информацию. Описание компьютерной службы TIGG Corporation’s Adorption Predictive Technique (APTTM) предоставляется по запросу.

Экспериментальные испытания гранулированного активированного угля включают изотермы адсорбции и испытания на колонке. Изотермы — это периодические испытания, которые требуют тщательной оценки, прежде чем можно будет прогнозировать возможные характеристики GAC в адсорберах непрерывного действия. Колоночные испытания могут варьироваться от лабораторного стенда до пилотного или полупромышленного масштаба. Иногда результаты такого теста называют «исследованиями способности к лечению», и многие полезные результаты были опубликованы. К сожалению, некоторые опубликованные данные не описывают методологию или используемые адсорбенты; другие используют методы тестирования или интерпретацию данных, которые вызывают подозрение.Поэтому литература может быть рискованной основой для определения эффективности GAC, хотя тесты, выполненные и интерпретированные должным образом, весьма надежны. Крупные производители GAC, а также такие фирмы, как TIGG Corporation, которые специализируются на оборудовании GAC, могут рекомендовать процедуры испытаний и могут иметь в наличии маломасштабные адсорберы.

Очень важное предостережение при оценке заключается в том, что разные GAC имеют разную эффективность для разных приложений. Таким образом, тест, литературный поиск или компьютерное прогнозирование, основанное на конкретном GAC, не обязательно будет описывать производительность, которую следует ожидать от другого GAC.

Цена

Читатели оценят, что, хотя ее нельзя игнорировать, цена на гранулированный активированный уголь редко является определяющим фактором при выборе адсорбента. На рынке представлены GAC различной эффективности, качества, источников и цен. Цена за фунт или кубический фут следует интерпретировать с точки зрения эффективности. Рентабельность, в свою очередь, может относиться как к ГАУ, так и к адсорберу, в котором он будет применяться, поскольку даже оптимальный ГАУ не преодолеет недостаток конструкции адсорбера.Мы надеемся, что некоторые комментарии в этом руководстве помогут в выборе наиболее экономичного адсорбента.

Postscript

Важнейшим фактором при определении правильных гранулированных активированных углей для использования и прогнозировании ожидаемых результатов является наиболее четкое определение области применения. Конечная производительность обычно отражает качество информации, используемой для первоначальных технических суждений, и выбор GAC следует этому трюизму.

Щелкните здесь для получения дополнительной информации о линии активированного угля TIGG и других типах фильтрующих материалов или позвоните нам по телефону 1-724-703-3020.

Адсорбция — мягкое вещество

Вернуться к темам.

Что такое адсорбция?

Адсорбция — это процесс, который происходит, когда растворенный газ или жидкость накапливается на поверхности твердого вещества или жидкости (адсорбент), образуя пленку из молекул или атомов (адсорбат). Он отличается от абсорбции, при которой вещество диффундирует в жидкость или твердое тело с образованием раствора. Термин сорбция охватывает оба процесса, а десорбция — обратный процесс.

Адсорбция присутствует во многих естественных физических, биологических и химических системах и широко используется в промышленных приложениях, таких как активированный уголь, синтетические смолы и очистка воды. Адсорбция, ионный обмен и хроматография — это процессы сорбции, в которых определенные адсорбаты избирательно переносятся из жидкой фазы на поверхность нерастворимых твердых частиц, взвешенных в сосуде или упакованных в колонку.

Подобно поверхностному натяжению, адсорбция является следствием поверхностной энергии.В массивном материале все требования к связям (будь то ионные, ковалентные или металлические) составляющих атомов материала выполняются другими атомами в материале. Однако атомы на поверхности адсорбента не полностью окружены другими атомами адсорбента и поэтому могут притягивать адсорбаты. Точный характер связывания зависит от деталей участвующих частиц, но процесс адсорбции обычно классифицируется как физисорбция (характерная для слабых сил Ван-дер-Ваальса) или хемосорбция (характерная для ковалентной связи).

Адсорбция обычно описывается с помощью изотерм, то есть количества адсорбата на адсорбенте в зависимости от его давления (для газа) или концентрации (для жидкости) при постоянной температуре. {\ frac {1} {n}} 9067

где $x$ — адсорбированное количество, $m$ — масса адсорбента, $P$ — давление адсорбата, а $k$ и $n$ — эмпирические константы для каждой пары адсорбент-адсорбат при данной температуре.Функция имеет асимптотический максимум при неограниченном увеличении давления. При повышении температуры константы $k$ и $n$ изменяются, чтобы отразить эмпирическое наблюдение, согласно которому адсорбированное количество увеличивается медленнее и требуется более высокое давление для насыщения поверхности.

Адсорбция снижает поверхностную энергию

На границе раздела воздух / жидкость:	И граница раздела твердое тело / жидкость:

Снижает поверхностное натяжение.	Стабилизирует дисперсии.

Кулинарные аппликации

Майонез — классический пример эмульсии масла в воде. Говард МакГи подробно рассказывает о том, как приготовить эту хорошо известную приправу:
- Поверхностное натяжение воды делает очень благоприятным, чтобы вода и нефть существовали в отдельных фазах. К смеси необходимо добавить энергию в виде энергичного перемешивания для создания дисперсии капель масла в воде.Приблизительно 15 мл масла могут разделиться на 30 миллиардов капель в конечном продукте! При интенсивном перемешивании вручную можно получить капли размером порядка 3 микрон, но в гомогенизаторах промышленного уровня можно получить капли размером менее одного микрона.
- Как описано в предыдущем разделе, этот процесс диспергирования капель можно облегчить с помощью поверхностно-активных веществ, также известных как эмульгаторы. В майонезе этой цели служит содержащийся в яйцах фосфолипидный лецитин.Белки в яичных желтках содержат отдельные гидрофобные и гидрофильные участки, что также эффективно. Традиционно используются теплые сырые яичные желтки, поскольку они более гибкие и текут легче, чем их охлажденные или приготовленные аналоги. Казеин в молоке и сливках также иногда используется в эмульсиях.
- Однако недостаточно просто создать капли: нужно что-то, чтобы они не сливались в более крупные капли. В майонезе полимеры в семенах горчицы делают свою работу.
Шоколад представляет собой эмульсию частиц какао в какао-масле. Начиная с 1930-х годов лецитин использовался для замены части какао-масла. Одна часть лецитина может смазывать столько же частиц какао, сколько 10 частей какао-масла. Из-за этой эффективности шоколад обычно содержит от 0,3 до 0,5% лецитина от моего веса.
Виски часто можно подавать «со льдом» для усиления вкуса напитка, а не просто для разбавления алкоголя.Когда лед тает и жидкость становится более полярной, сложные эфиры и спирты с длинной цепью образуют мицеллы, которые «маскируют» их вкус. С другой стороны, этанол становится более растворимым в воде по мере охлаждения жидкости, что заставляет его разрушать существующие мицеллы молекул ароматизатора. Для получения дополнительной информации см. Сообщение в блоге на khymos.org.

Вернуться к темам.

Пена

ПАВ понижают межфазное натяжение. Это способствует более тонкой дисперсии. Но они также препятствуют слипанию диспергированных капель.Поверхности, покрытые поверхностно-активным веществом, отталкиваются друг от друга, и для слияния капель также потребуется реорганизация поверхностно-активных веществ на поверхности. «Таким образом, две соседние капли, покрытые поверхностно-активным веществом, могут слиться только в течение нескольких лет». Таким образом, эмульсии, такие как майонез или холодный крем, могут иметь длительный срок хранения.

Пена — это просто дисперсия, в которой растворенным веществом является воздух. Пены могут быть получены либо путем перемешивания, либо путем снижения давления насыщенного газом раствора. Раствор становится перенасыщенным газом и начинает пузыриться.Вот что происходит с кремом для бритья или с пивными бутылками, когда они открываются. (Виттен, стр.197).

Великий эксперимент: положите немного сухого льда в мыльную воду, и мыльные пузыри поднимутся с поверхности!

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Foam_-_big.jpg

Вернуться к темам.

Изотерма адсорбции Гиббса

Вывод Гиббса дает связь между химическим потенциалом растворенного вещества в растворе, поверхностным натяжением границы раздела и избыточной концентрацией растворенного вещества на этой границе раздела.Интерфейс считается широким по сравнению с градиентами концентрации; рассчитывается избыточное число молей, связанных с этой границей раздела, и выражается как поверхностная концентрация, моль на площадь:

Дифференциал полной энергии:	$dU = TdS-pdV + \ sigma dA + \ sum {\ mu _ {i} dn_ {i}}$
Интегрируем, чтобы получить полную энергию:	$U = TS-pV + \ sigma A + \ sum {\ mu _ {i} n_ {i}}$
Взятие дифференциала дает соотношение Гиббса-Дюгема	$SdT-Vdp + Ad \ sigma + \ sum {n_ {i} d \ mu _ {i}} = 0$
Определение этого отношения для обеих объемных фаз:	$S ^ {\ alpha} dT-V ^ {\ alpha} dp + \ sum {n_ {i} ^ {\ alpha}} d \ mu _ {i} ^ {\ alpha} = 0$
	$S ^ {\ beta} dT-V ^ {\ beta} dp + \ sum {n_ {i} ^ {\ beta}} d \ mu _ {i} ^ {\ beta} = 0$
Химические потенциалы постоянны:	$d \ mu _ {i} = d \ mu _ {i} ^ {\ alpha} = d \ mu _ {i} ^ {\ beta}$
Вычитание фаз из суммы:	<математика> \ left (SS ^ {\ alpha} -S ^ {\ beta} \ right) dT- \ left (VV ^ {\ alpha} -V ^ {\ beta} \ right) dp + Ad \ sigma + \ sum {\ left (n_ {i} -n_ {i} ^ {\ alpha} -n_ {i} ^ {\ beta} \ right)} d \ mu _ {i} = 0
Определение избыточных количеств:	$S ^ {\ sigma} = S-S ^ {\ alpha} -S ^ {\ beta}$
	$S ^ {\ sigma} = S-S ^ {\ alpha} -S ^ {\ beta}$
	$S ^ {\ sigma} = S-S ^ {\ alpha} -S ^ {\ beta}$
Замена и вычитание дает:	$Ad \ sigma + S ^ {\ sigma} dT-V ^ {\ sigma} dp + \ sum {n_ {i} ^ {\ sigma} d \ mu _ {i}}$

Наконец:

Изотерма адсорбции Гиббса:	$-d \ sigma = \ sum {\ frac {n_ {i} ^ {\ sigma}} {A}} d \ mu _ {i} = \ sum {\ Gamma _ {i}} d \ mu _ {i}$
Превышение поверхности:	$\ Gamma _ {i} = \ frac {n_ {i} ^ {\ sigma}} {A} \ text {mol m} ^ {\ text {-2}}$
Для двухкомпонентной системы:	$-d \ sigma = \ Gamma _ {2} d \ mu _ {2} \ simeq kT \ Gamma _ {2} d \ ln c_ {2}$

Вернуться к темам.

Адсорбция на границах раздела

Поверхность воздух-вода	Воздухо-масляная поверхность	Граница раздела нефть-вода

Сильная адсорбция, значительное снижение поверхностного натяжения.	Небольшая адсорбция, небольшое снижение поверхностного натяжения.	Сильная адсорбция, значительное снижение межфазного натяжения.

Вернуться к темам.

Адсорбция на пузырьках

Отношение наблюдаемой скорости всплытия пузырька к расчетной скорости Стокса в растворах с различной концентрацией

(а) полидиметилсилоксан в триметилолпропан-гептаноате;
(b) полидиметилсилоксан в минеральном масле;
(в) N-фенил – 1–1нафтиламин в триметилолпропан – гептаноате.

На каждом рисунке показан переход от режима Адамара к режиму Стокса.

Сузин, Ю.; Росс, С. Замедление всплытия пузырьков газа поверхностно-активными растворенными веществами в неводных растворах, J. Colloid Interface Sci. 1985 , 103 , 578 — 585.

Вернуться к темам.

Адсорбция твердой поверхностью

Поверхностно-активное вещество должно растворяться в жидкости!

Граница раздела твердых веществ и воды	Интерфейс твердого масла

Адсорбция определяется как сильным взаимодействием хвост / твердое тело, так и энтропией — гидрофобным эффектом .	Адсорбция обусловлена сильным взаимодействием головной группы с твердым телом.

 Что произошло бы с этой конфигурацией, если бы вода и нефть чередовались на поверхности? Будут ли молекулы на поверхности просто переворачиваться?

Адсорбция поверхностно-активных веществ на твердых поверхностях имеет важные применения. Один из них — моющие средства, в которых частица грязи окружена адсорбированными молекулами поверхностно-активного вещества. Другое коммерческое применение — растворимость твердого материала, такого как частицы пигмента или латекса, в красках.Адсорбция частиц из раствора на твердую поверхность описывается уравнением адсорбции Ленгмюра. В состоянии равновесия скорость адсорбции равна скорости десорбции, следовательно:

$\ frac {d \ Theta} {dt} = k_ac (1- \ Theta)$ для адсорбции

$\ frac {d \ Theta} {dt} = k_d \ Theta$ для десорбции

Где $\ Theta$ — покрытие поверхности, а c — концентрация поверхностно-активного вещества. $k_a$ и $k_d$ — скорости адсорбции и десорбции соответственно.Решение для $\ Theta$ при равновесии дает: $\ Theta = \ frac {\ frac {k_a} {k_d} c} {1 + \ frac {k_a} {k_d} c} = \ frac {Kc} {1 + Kc}$

, где $K = \ frac {k_a} {k_d}$ является константой равновесия.

При пределе $K, c >> 1$ затем $\ Theta \ приблизительно 1$ и поверхность насыщается поверхностно-активным веществом.

При пределе $c, K << 1$ , затем $\ Theta \ приблизительно Kc$ , и охват все еще пропорционален концентрации.

[Информация адаптирована из И. В. Хэмли, «Введение в мягкую материю», издание John Wiley & Sons, 2007 г. Западный Суссекс, Англия]

Приложения для адсорбции

Адсорбенты чаще всего существуют в виде сферических стержней, гранул или монолитов с гидродинамическим диаметром порядка от 1 до 10 мм. Их характеризуют высокая стойкость к истиранию, высокая термическая стабильность, а также малый диаметр пор. Все эти характеристики увеличивают открытую площадь поверхности, что обеспечивает более высокую адсорбционную способность поверхности.Кроме того, адсорбенты также должны иметь особую структуру, обеспечивающую быстрый перенос паров.

Промышленные адсорбенты обычно подразделяются на три категории:

Кислородсодержащие соединения — гидрофильные и полярные (силикагель, цеолиты).
Соединения на основе углерода — гидрофобные и неполярные (активированный уголь, графит).
Соединения на основе полимеров — могут быть полярными или неполярными.

Вернуться к темам.

Промышленное применение: криосорбционная перекачка

Явление адсорбции очень важно в науке о вакууме, и это физика, лежащая в основе очень важного класса вакуумных насосов.В криосорбционном насосе (иногда называемом просто крионасосом) используются охлаждаемые поверхности, покрытые материалом, который адсорбирует определенный пар. Поскольку они не имеют движущихся частей и не требуют масла (только холодная поверхность), крионасосы являются чистым, эффективным и простым способом достижения очень высокого вакуума.

В то время как плоская гладкая поверхность может крионасосить большинство газов, гелий требует очень пористого материала для крионасоса. В современных крионасосах используются материалы с очень большой площадью поверхности и микопорами внутри; распространенными материалами являются активированный уголь (обычно сделанный из кокосового ореха, но также сделанный из дерева, побочных продуктов нефти или кости), пористые металлы, такие как медь, или твердый аргон.

Хорошо сконструированный крионасос, охлаждаемый до нескольких градусов Кельвина, может перекачивать несколько литров гелия в секунду на квадратный сантиметр и имеет производительность несколько литров на квадратный сантиметр. Другими словами, адсорбирующие материалы могут содержать в несколько сотен раз больше собственного объема!

Крионасосы на основе кокосового угля являются обычным инструментом в криогенных лабораториях и предпочтительными вакуумными насосами в термоядерных реакторах из-за их огромных скоростей откачки и низкого уровня загрязнения.

Вернуться к темам.

Адсорбция вируса

Адсорбция — это первый шаг в цикле вирусной инфекции. Следующие шаги — проникновение, снятие покрытия, синтез (транскрипция, если необходимо, и трансляция) и высвобождение. Цикл репликации вирусов похож, если не одинаков, для всех типов вирусов. Такие факторы, как транскрипция, могут понадобиться, а могут и не потребоваться, если вирус способен интегрировать свою геномную информацию в ядро клетки или если вирус может реплицироваться непосредственно в цитоплазме клетки.

Вернуться к темам.

Адсорбция на катализаторах

Адсорбция молекул на определенных каталитических материалах может вызвать или ускорить определенные химические реакции. Зарзар и др. [1] представили использование многофотонной литографии (MPL) для создания произвольных микротекстур нанокристаллических катализаторов и продемонстрировали возможность катализировать химические реакции, а также контролировать поток химических продуктов в определенных микросредах.

Адсорбция и десорбция воды цеолитами

Цеолиты — это кристаллические алюмосиликаты полярной природы, которые имеют периодическую сеть пор и выделяют воду при высокой температуре.Их получают гидротермальным синтезом алюмосиликата натрия (или аналогичного источника кремнезема) с последующим ионным обменом с катионом (Na +, Li +).

Как мы уже упоминали, природные цеолиты обладают высокой полярностью и обладают свойством адсорбировать и десорбировать воду без повреждения ее кристаллической структуры. Эта возможность делает их очень полезными в процессах осушения. Было обнаружено, что во многих промышленных и коммерческих применениях цеолиты очень эффективны для контроля уровня влажности. Они способны осушать воздух, удалять CO2 из природного газа, удалять CO из газа риформинга и т. Д.

Кроме того, способность адсорбировать и десорбировать воду без изменения ее структуры, вместе с высокой теплотой адсорбции, делает цеолиты эффективным и действенным накопителем тепловой энергии для последующего использования. В отличие от других систем тепловой энергии, использующих нецеолитовые аккумуляторы тепла, которые могут быть очень дорогими, цеолиты представляют собой недорогую и эффективную среду для аккумулирования тепла.

Вот несколько изображений цеолитов:

3D структура цеолита

Изображение цеолита (длина ~ 2.5 «)

Ключевое слово в ссылках:

Управляемая сборка застрявших коллоидных оболочек на каплях жидкости

Управляющие нановолокна: комплексный подход к производству и сборке биоволокна

Точная настройка степени поляризации и выравнивания стволовых клеток на упорядоченных массивах наностолбиков с высоким соотношением сторон

Многофотонная литография нанокристаллической платины и палладия для сайт-специфического катализа в трехмерных микросредах

Структурированные поверхности, пропитанные жидкостью, с исключительными показателями защиты от биообрастания

Смачивание по цвету: колориметрическая дифференциация органических жидкостей с высокой селективностью

Связь микроструктуры с реологией связанной и поперечно сшитой сети F-актина in vitro

Эластогидродинамика мокрой щетины, ковров и кистей

Коллоидные сферы, ограниченные жидкими каплями: геометрия, физика и физическая химия

Синтез однородных микросфер диоксида титана и их кластеров с помощью поверхностно-активных веществ

Число протофиламентов микротрубочек модулируется пошагово плотностью заряда обволакивающего слоя

Катионные мембраны в комплексе с противоположно заряженными микротрубочками: иерархическая самосборка, ведущая к био-нанотрубкам

Неслипание противоположно заряженных капель в pH-чувствительных эмульсиях

Спонтанное образование липидных структур на границах раздела масло / вода / липид

Производство однослойных везикул с использованием обращенной эмульсии

Кратковременная самодиффузия почти твердых сфер на границе раздела нефть-вода.

Иерархические пористые материалы, полученные сушкой сложных суспензий

Капли двойной эмульсии как микрореакторы для синтеза мезопористого гидроксиапатита

Капельная микрофлюидика для изготовления несферических частиц

Остановленная коалесценция капель, покрытых частицами, в несферические супраколлоидные структуры

Ранняя разработка лекарственного препарата на чипе: изготовление наночастиц с использованием микрожидкостной распылительной сушилки

Асимметричная функционализация частиц коллоидного димера наночастицами золота

Катионные комплексы липосома-микротрубочка: пути образования липид-белковых нанотрубок с двумя состояниями с открытыми или закрытыми концами.

Статистика одиночных молекул и переход распаковки полинуклеотидов

Ориентация самособирающихся полос монослоя на кристаллической подложке

Стабильность наноразмерных доменов в органических монослоях металлов

Молекулярная сборка на цилиндрических поверхностях

Новые направления в механике

Динамика террас на кремниевой поверхности за счет совместного действия деформации и электрического тока

Поля сингулярных напряжений в углах в корпусах flip-chip

Двумерная кристаллизация коллоидных кристаллов с участием поверхностно-активных веществ

Высокопроизводительный впрыск с помощью микрофлюидики с использованием пикоинжекторов

СТРУКТУРА И ПРОЧНОСТЬ ФЛОКОВ ОСАЖДЕННОГО КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ, ВЫЗВАННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ ПОЛИМЕРАМИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМИ В БУМАЖНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Коллоидное покрытие с рисунком с использованием адгезивных эмульсий

Обращенные и множественные нематические эмульсии

Функционализированное стеклянное покрытие для микрофлюидных устройств PDMS

Bacillus subtilis распространяется при серфинге на волнах сурфактанта

Коллоидосомы: селективно проницаемые капсулы, состоящие из коллоидных частиц

Взаимодействие между поверхностями, покрытыми поверхностно-активным веществом, в углеводородных жидкостях, содержащих функционализированный полимерный диспергатор

Самособирающиеся капсулы с полимерной мембраной, надуваемые осмотическим давлением

Биосовместимые поверхностно-активные вещества для эмульсий вода-в-фторуглероде

Самособирающиеся оболочки, состоящие из коллоидных частиц: изготовление и характеристика

Амфифильные микрочастицы в форме полумесяца, образованные путем селективной адсорбции коллоидов

Коллоидные поверхностно-активные вещества для стабилизации эмульсии

Синтез несферических коллоидных частиц с анизотропными свойствами

Шероховатость поверхности направлена на самосборку пятнистых частиц в коллоидные мицеллы

Моделирование адсорбции ПАВ на гидрофобных поверхностях

Вернуться к темам.

Как устроен абсорбер автомобиля. Для чего нужен адсорбер топливной системы, принцип работы

Принцип работы адсорбера на ВАЗ-2114

Возможные поломки адсорбера

Особенности удаления адсорбера

Работа адсорбера

Принцип работы адсорбера

Неисправности адсорбера

Клапан адсорбера. Как его проверить

Краткие сведения

Для чего нужен абсорбер в автомобиле?

Принцип работы абсорбера

Недостатки устройства

Признаки неисправности адсорбера

Видео о работе топливного абсорбера

Для чего используется адсорбер

Что собой представляет фильтрующий элемент и как он работает

Неисправности электромагнитного клапана

Проверяем работоспособность адсорбера

Ставим новый клапан адсорбера

В заключении

Для чего нужен адсорбер на ниву шевроле | Внедорожники и кроссоверы

Адсорбер ВАЗ 2114 – что это такое и зачем нужна такая «дружба»?

1 Адсорбер – что это?

2 Принцип работы адсорбера в ВАЗ 2114

Адсорбер ваз, клапан адсорбера – принцип работы системы улавливания паров бензина

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Принцип работы абсорбера в автомобиле, для чего он нужен

Что такое абсорбер

Принцип работы

Неисправность абсорбера

Комментарии

Для чего нужен адсорбер?

Для чего нужен адсорбер?

Адсорбер ВАЗ 2114: конструкция и особенности работы

Устройство

Принцип действия

Возможные неполадки в работе аппарата

Для чего нужен адсорбер на ВАЗ-2114

Снятие и монтаж

Неисправности, симптомы и способы устранения

Замена клапана абсорбера своими руками

Зачем нужен адсорбер?

Устройство адсорбера и где он находится?

Полное удаление адсорбера из системы питания

Определяем возможную поломку

Адсорбер на дэу нексия для чего нужен

Что такое абсорбер

Принцип работы

Неисправность абсорбера

Адсорбция — обзор | ScienceDirect Topics

24.4.4 Кристаллы

без названия

определение адсорбера в The Free Dictionary

Что такое адсорбция? | Desotec

Адсорбция активированным углем: лондонская дисперсионная сила

DESOTEC: адсорбция в движении!

Адсорбция молекул на металлических поверхностях

Что такое активированный уголь?

Что такое активированный уголь?

Адсорбция / адсорбенты / гранулированный активированный уголь

Уровень активности

Структура пор

Сырье

Кажущаяся плотность

Размер частиц

Твердость

Зола

pH

Пропитанный уголь

Реактивация

Обеспечение качества

Прогнозирование производительности

Цена

Postscript

Адсорбция — мягкое вещество

Что такое адсорбция?

Адсорбция снижает поверхностную энергию