PL103253B1 - Sposob i urzadzenie do wyznaczania izoterm adsorpcji i powierzchni wlasciwej wewnetrznych scianek rurek kapilarnych,zwlaszcza otwartych kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania izoterm adsorpcji, powierzchni wlasciwej i powierzchni efektywnej to jest pokrytej czesciowo lub calkowicie warstwami adsorpcyjnymi lub cieklymi, wewnetrznych scianek rurek kapilarnych, zwlaszcza otwartych kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych.

Jak wiadomo, zwiekszenie powierzchni geometrycznej rurej< kapilarnych jest jednym z typowych etapów preparatyki wydajnych, otwartych kolumn kapilarnych, stosowanych w chromatografii gazowej.

Znane sposoby oceny stopnia rozwiniecia powierzchni i jej zwilzalnosci w kapilarach, opieraja sie na pomiarze katów zwilzania. Pomiary te, dokladne przy powierzchniach plaskich, w rurkach kapilarnych obciazone sa duzym bledem. Wynika to z niemozliwosci dokonania niezaleznego pomiaru kata zwilzania i napiecia miedzyfazowego, dla cieczy nie calkowicie zwilzajacych powierzchnie ich scian. W takim przypadku do okreslenia kata zwilzania potrzebna jest znajomosc napiecia miedzyfazowego, zgodnie z równaniem Younga.

Trudnosci pomiaru rzeczywistego kata 8, zwieksza poza tym szorstkosc (rozwiniecie) powierzchni wewnetrznej kapilary, niezbedna dla uzyskania homogenicznego pokrycia stacjonarna faza ciekla, a powstala na skutek tworzenia warstwy porowatej, na przyklad przez trawienie, pokrywanie krysztalkami soli lub drobnego stalego sorbenta.

Wynalazek eliminuje opisane niedogodnosci i umozliwia w prosty sposób pomiar powierzchni wlasciwej wewnetrznych scianek rurek kapilarnych, a zwlaszcza kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych.

Pomiar wedlug wynalazku przeprowadza sie w ten sposób, ze przez badana kapilare, bedaca jednoczesnie naczyniem pomiarowym przepuszcza sie strumien mieszanki gazowej korzystnie azotu i wodoru, przy ochladzaniu kapilary najlepiej do temperatury wrzenia azotu, po czym po ustaleniu równowagi adsorpcyjnej, kapilare ogrzewa sie, w zaleznosci od rodzaju prowadzonego pomiaru albo o 100—160 C, w przypadku badania powierzchni efektywnej, lub do temperatury pokojowej w przypadku badania powierzchni wlasciwej, a nastepnie zdesorbowana ilosc adsorbatu kieruje sie korzystnie poprzez dozownik kalibracyjny i nastepnie rurke -opózniajaca do ceh' pomiarowej mikrodetektora, najlepiej mikrokatarometru.2 103 253 Równolegle z pomiarem wlasciwym, wedlug wynalazku przeprowadza sie pomiar kontrolny, przepuszczajac mieszanke gazowa przez ciag porównawczy do celi odniesienia mikrodetektora, najlepiej mikrokatarometru.

Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do wyznaczania izoterm adsorpcji i powierzchni wlasciwej wewnetrznych scianek rurek kapilarnych, zwlaszcza otwartych kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych.

Urzadzenie wedlug wynalazku, sklada sie z dwóch ciagów polaczonych z butlami gazowymi, to jest ciagu odniesienia porównawczego i ciagu pomiarowego.

Wciagu pomiarowym, butle gazowe polaczone sa poprzez regulatory przeplywu z kapilara mierzona, a nastepnie poprzez dozownik kalibracyjny i rurkeopózniajaca z cela pomiarowa mikrodetektora wyposazonego w kapilare buforujaca. Ciag porównawczy, laczy butle gazowe, poprzez regulatory przeplywu z cela porównawcza mikrodetektora wyposazonego w kapilare buforujaca.

Wynalazek zarówno w czesci dotyczacej sposobu jak i urzadzenia zostanie blizej objasniony w oparciu o rysunek.

Butle 1 z mieszaninami gazu nosnego i adsorbatu o róznym skladzie, polaczone sa poprzez zawory 2 i regulatory przeplywu 3 z cela odniesienia mikrodetektora 7 i kapilara buforujaca 11 —wciagu odniesienia, a w ciagu pomiarowym, poprzez regulatory przeplywu 3 z kapilara" mierzona 4, umieszczona w lazni oziebiajacej , a nastepnie poprzez dozownik kalibracyjny 8 i rurke opózniajaca 9 z cela pomiarowa mikrodetektora 6 i kapilara buforujaca 10.

Jako detektor w przykladzie wykonania zastosowano mikrokatarometr o pojemnosci celi 6 /ii (mikrolitrów). Sygnal detektora rejestrowano poprzez dzielnik napiecia na typowym rejestratorze. Mieszanka gazu nosnego z adsorbatem, w przykladzie wykonania, azotu z wodorem, z okreslonej butli 1, przeplywa ze stala szybkoscia przez kapilare 4 zanurzona w cieklym azocie. W tej temperaturze na wewnetrznych scianach kapilary zachodzi adsorpcja azotu. Po ustaleniu równowagi adsorpcyjnej, kapilara zostaje wyjeta z cieklego azotu i ogrzana do temperatury pokojowej lub do temperatury okolo 100 do 160°C wyzszej od temperatury wrzenia azotu celem desorpcji gazu, którego ilosc mierzona jest przez detektor 6. Detektor 6 kalibrowany jest nastrzykami znanych ilosci czystego azotu. Zaburzenia przeplywu zostaja stlumione, a fluktuacje stezenia z nich wynikajace, wyrównane w rurce opózniajacej 9. Kapilara buforujaca 10 chroni przed dostaniem sie powietrza do celi pomiarowej detektora przy silnych zaburzeniach przeplywu. Takie postepowanie daje moznosc zdjecia jednego punktu izotermy desorpcji, mogacego byc podstawa obliczen powierzchni wlasciwej metoda porównawcza, lub metoda Tomkina. Zdjecie dwóch punktów izotermy, czyli wykonanie dwóch pomiarów, dla dwóch róznych skladów mieszaniny azotu i wodoru umozliwia wyznaczenie bezwzgledenj wartosci powierzchni wlasciwej.

Wieksza ilosc pomiarów, dia róznych stezen azotu w wodorze pozwala na wyznaczenie izotermy adsorpcji.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wyznaczania izoterm adsorpcji i powierzchni wlasciwej wewnetrznych rurek kapilarnych, zwlaszcza otwartych kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych, znamienny tym, ze przez badana kapilare bedaca naczyniem pomiarowym, przepuszcza sie mieszanine gazu nosnego i adsorbatu, przy jednoczesnym chlodzeniu kapilary, najlepiej do temperatury wrzenia azotu, po czym po ustaleniu równowagi adsorpcyjnej, kapilare ogrzewa sie do temperatury uzaleznionej od rodzaju pomiaru i nastepnie zdesorbowana ilosc adsorbatu kieruje sie korzystnie poprzez dozownik kalibracyjny i rurke opózniajaca do celi pomiarowej mikrodetektora.

2. Urzadzenie do wyznaczania izoterm adsorpcji i powierzchni wlasciwej wewnetrznych scianek rurek kapilarnych, zwlaszcza otwartych kolumn kapilarnych i kolumn mikropakowanych, znamienne tym, ze sklada sie z dwóch polaczonych z butlami gazowymi ciagów, to jest ciagu pomiarowego i ciagu porównawczego, przy czym wciagu pomiarowym butle gazowe (1) polaczone sa poprzez zawory (2) i regulatory przeplywu (3) z kapilara mierzona (4), a nastepnie poprzez dozownik kalibracyjny (8) i rurke opózniajaca (9) z cela pomiarowa mikrodetektora (6) i kapilara buforujaca (10), natomiast wciagu odniesienia, butle gazowe (1) poprzez zawory (2) i regulatory przeplywu (3) polaczone sa z cela odniesienia mikrodetektora (7) i kapilara buforujaca (11).103 253 ^ -H- -W- U i — . a