The Selection of Azeotropes at Ambient Pressure Drying of Aerogels

Abstract

The representation of phase states in the multicomponent systems by graphical images is used for estimation of the LV (xL = xV) azeotrope influence on SLV and L = V equilibria. These theoretical investigations occurred from complications arising at an ambient pressure drying (APD) synthesis of transparent and crackfree bulk silica aerogels. During the empiric selection of azeotropic mixtures, the negative azeotropes advantage over positive ones for this goal is determined and substantiated in theory. As shown, the forecast must base not only on the critical points of components (L = V), in which liquid and vapour become indistinguishable, but also on the triple points of components (SLV–crystal—liquid—vapour). Using the P—T—x phase diagrams, the prediction of ways to reach a supercritical region at the ambient pressure is done. A good agreement between the theoretical results and experimental data is revealed.

Представлення фазових рівноваг у багатокомпонентних системах методою графічного зображення використовувалося для оцінки впливу азеотропу LV (xL = xV) на рівноваги SLV та L = V. Дані теоретичні дослідження виконувалися через виникнення ускладнень при синтезі прозорих і бездефектних кремнійових аероґелів способом атмосферного сушіння (APD). При емпіричному відборі азеотропних сумішей було визначено і теоретично обґрунтовано перевагу використання неґативних азеотропів над позитивними задля зазначеної мети. Показано, що прогноза має бути основаною не лише на критичних точках компонентів L = V, в яких рідина і пар стають нерозрізненними, але й на потрійних точках компонентів SLV (кристал—рідина—пар). У даній роботі з використанням P—T—x-фазових діяграм показано можливість досягнення надкритичної области за атмосферного тиску. Виявлено хорошу відповідність між теоретичними та експериментальними результатами.

Представление фазовых равновесий в многокомпонентных системах методом графического изображения использовано для оценки влияния азеотропа LV (xL = xV) на равновесия SLV и L = V. Данные теоретические исследования выполнялись по причине возникновения сложностей при синтезе прозрачных и бездефектных кремниевых аэрогелей способом атмосферной сушки (APD). При эмпирическом отборе азеотропных смесей определено и теоретически обосновано преимущество использования негативных азеотропов над позитивными для этой цели. Показано, что прогноз должен быть основан не только на критических точках компонентов L = V, в которых жидкость и пар становятся неразличимыми, но и на тройных точках компонентов SLV (кристалл—жидкость—пар). В данной работе с использованием P—T—x-фазовых диаграмм показана возможность достижения сверхкритической области при атмосферном давлении. Обнаружено хорошее соответствие между теоретическими и экспериментальными результатами.