Изучение жидкофазной адсорбции и высокоэффективное групповое разделение ациклических, карбо- и гетероциклических соединений тяжелых нефтяных фракций на нанопористых кристаллических металлоорганических каркасных структурах и сверхсшитых полистиролах с высокими степенями сшивания

Проведены термодинамические исследования селективности адсорбции органических соединений из жидкой фазы на сверхсшитых полистиролах во всем диапазоне изменения степени сшивания от 100 до 500%. Определены значения термодинамических характеристик адсорбционного взаимодействия органических соединений на таких адсорбентах. Изучена роль строения молекул-адсорбатов, состава и природы жидкой фазы в адсорбции на исследованных полимерных сетках. Все исследованные образцы полимерных сеток охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии и методами измерения пористой структуры. Обнаружены необычные зависимости «среда - свойства» для термодинамических характеристик адсорбции органических молекул-адсорбатов на сверхсшитых полистирольных сетках с предельно возможными степенями сшивания. Вероятной причиной аномального хода зависимостей энтальпии и энтропии адсорбции на сверхсшитых полистирольных сетках с ростом объемной доли органического компонента раствора может быть изменение набора центров адсорбции с появлением новых центров с повышенной возможностью взаимодействия молекулы адсорбата одновременно с несколькими фрагментами трехмерной полистирольной сетки, подобная возможность, по-видимому, появляется за счет повышения набухания полимерного адсорбента при увеличении объемной доли органического компонента раствора (вследствие уменьшения внутренних напряжений в сетке) и появления ранее недоступных «карманов» адсорбции, такое предположение позволяет согласовать одновременное возрастание энтальпии и энтропии адсорбции с увеличением объемной доли органического компонента раствора. Начаты исследования по выявлению роли степени сшивания полимерного адсорбента в энергетике адсорбции на сверхсшитых полистиролах. Найдены зависимости различных термодинамических характеристик адсорбции органических соединений от степени сшивания. Установлено, что максимальные значения модуля энергии Гиббса для всех исследованных адсорбатов характерны для сеток со степенью сшивки 100, 300 и 500%, т.е. для сеток с четным числом замещенных положений в фенильном кольце, в то время как минимальные значения модуля энергии Гиббса свойственны сеткам со степенью сшивания 200 и 400%, т.е. сеткам с нечетным числом замещенных положений. Впервые изучена термодинамика адсорбции моно-, ди- и трициклических ароматических соединений на металлоорганической каркасной структуре MIL-53(Al) из их растворов в ацетонитриле, метаноле и смеси н-гексан - изопропанол. Установлено, что адсорбция исследованных веществ из растворов в ацетонитриле и метаноле характеризуется положительными значениями изменений энтальпии и энтропии, а для адсорбции из среды н-гексан - изопропанол свойственны отрицательные значения изменений энтальпии и энтропии.