吸附常用模型介绍PPT课件

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一级动力学模型
dq dt k1(qe q)
边界条件：t = 0, q=0; t = t, q=q
lnqe q ln qe k1t
准一级动力学模型
lgqe
qt
lg
qe
k1 2.303
t
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二级动力学模型
dq dt
k2 qe
q2
边界条件：t = 0, q = 0; t = t, q = q
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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Weber-Morris模型
假设条件：
（1）液膜扩散阻力可以忽略或者是液膜扩散阻力只有在吸附 的初始阶段的很短时间内起作用
（2）扩散方向是随机的、吸附质浓度不随颗粒位置改变
（3）内扩散系数为常数，不随吸附时间和吸附位置的变化而 变化
方程： q KWM t C
C是涉及到厚度、边界层的常数。KWM是内扩散率常数。 q对t1/2是直线且经过原点，说明吸附过程主要是由粒子内部
ΔS>0说明是熵增过程
ΔG<0说明是自发过程
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线性化： lg qe
lg
KF
1 n
lg ce
K F 是吸附平衡常数
一般认为：1）1/n的数值一般在0与1之间，其值 的大小则表示浓度对吸附量影响的强弱。1/n越小， 吸附性能越好。1/n在0.1~0.5，则易于吸附； 1/n>2时难以吸附。2）KF值可视为c为单位浓度 时的吸附量，一般说来，KF随温度的升高而降低。
吸附研究常用模型介绍
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主要内容
一、吸附等温线
1. Freundlich吸附等温线 2. Langmuir吸附等温线
二、吸附动力学
1. 一级动力学模型 2. 二级动力学模型 3. W-M动力学模型
三、吸附热力学
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Freundlich吸附等温线
是一个经验方程，没有假设条件，方程形式如下：
qe K F ce1/ n
1 qe
q
1 qe
k2t
准二级动力学模型
t qt
1 k2qe2
1 qe
t
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吸附动力学模型
•一级动力学方程，二级动力学方程，实际是通过机 理推理假设，设定边界条件得到的偏微分方程。
•一级动力学是指反应速率与一种反应物浓度呈线性 关系，二级动力学指反应速率与两种反应物浓度呈 线性关系。
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吸附动力学模型
准一级和准二级因为不是遵守理想的动力学模 型，而是利用某种修正方法得到的新的模型。
•理想单因子环境中，单因子决定反应速率称为一级 动力学； •现实中并不存在单因子理想条件，但是众多因子中 只存在一种因子决定反应速率或理论上不是一级动 力学但可以相当于一级反应的动力学称为准一级动 力学； •二级与准二级动力学的区别同上。
扩散来控制。偏离的了原点则表明表示粒子外部扩散和内部
扩散在整个吸附过程中占主导地位
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吸附热力学
G RT ln KC
ln KC
H R
1 T
S R
分离常数(Kc)=CAe/Ce即固液相平衡浓度比 根据不同T和Kc可拟合出ΔH和ΔS
ΔH>0,吸热的过程：焓变值可以区分物理吸附和化学 吸附，物理吸附 2.1–20.9 kJmol−1和化学吸附 20.9–418.4 kJmol−1
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Langmuir吸附等温线
假设条件：
单层表面吸附、所有的吸附位均相同、被吸附的
粒子完全独立。
方程：qe
qmax
K LCe 1 KLCe
线性化：Ce
qe
1 qmax
Ce
1 K Lqmax
K L是吸附平衡常数
qmax ：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关，理论 上讲与温度是无关的
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Langmuir吸附等温线
1）符合Langmuir等温式的吸附为化学吸附。化学 吸附的吸附活化能一般在40~400kJ/mol的范围， 除特殊情况外，一个自发的化学吸附过程，应该 是放热过程，饱和吸附量将随温度的升高而降低。
2）KL为吸附作用的平衡常数，其值大小与吸附剂、 吸附质的本性及温度的高低有关，KL值越大，则 表示吸附能力越强，而且KL具有浓度倒数的量纲。