气固吸附等温线的分类
水体中无机物吸附等温线类型
水体中无机物吸附等温线类型
1. 线性吸附等温线：当吸附剂与吸附物质之间的相互作用是一致的时，吸附等温线就呈现为一条直线。
2. 反应性吸附等温线：当吸附剂表面的化学性质与吸附物质的化学性质有一定的差异时，吸附等温线呈现为S型曲线。
3. 凸起型吸附等温线：当溶液中吸附物质的浓度很低，吸附剂表面可用的吸附位点比较多时，吸附等温线呈现为凸起型。
4. 易挥发性吸附等温线：当吸附剂表面孔道比较窄时，容易吸附低分子量挥发性物质，吸附等温线呈现为倒“S”型曲线。
5. 饱和型吸附等温线：当吸附剂表面可用的吸附位点被全部占用时，吸附等温线会趋于平缓并达到饱和状态，呈现为直线。
吸附等温线分类
吸附等温线分类一定温度下，特定压力与该压力对应的平衡吸附量之间的关系曲线称为吸附等温线。
吸附质与吸附剂之间作用的强弱、吸附界面上分子的存在状态以及吸附层可能的存在结构，可由吸附等温线的形状和变化规律进行判定。
早期的吸附等温线分类为BDDT 的5种类型，后来发展成由IUPAC 划分的6种类型，之后又出现根据Ono-kondo 晶格模型分的5种Gibbs 吸附等温线。
大家普遍使用IUPAC 物理吸附等温线划分方法[69]（如图1-7），其主要贡献是引入毛细凝结现象对曲线进行解释分析。
图1-7 吸附等温线分类Fig.1-7 IUPAC classification of 6 adsorption curves I 型吸附等温线适用于单分子层吸附、微孔内的容积充填或化学吸附。
活性炭、分子筛及岩石多孔介质分布大量微孔隙，气体在该类吸附剂发生吸附时符合I 型吸附等温曲线。
页岩等多孔介质的微孔中，气体分子的吸附作用显著高于其他孔径的孔隙，主要是由于微孔相邻壁面的气固作用势能相互叠加。
I 型等温吸附线低压呈迅速升高趋势，当微孔提供的吸附位都被充满后曲线趋于平缓，进而出现平台，此后吸附量不随压力升高而变化。
II 型吸附等温线适用于多分子层吸附，主要发生在大孔或无孔均一固体表面。
分子首先在吸附剂表面单层吸附，随环境压力逐渐升高，由于吸附空间不受与固体表面距离的限制，分子由单层向多层吸附过渡。
III 型吸附等温线适用于多分子层吸附，适用于大孔吸附剂，由于这类吸附表面的吸附质与吸附剂分子之间作用力弱，单层吸附后，以后各层的吸附热显著增大。
IV 型吸附等温线适用于有毛细凝聚现象发生的吸附过程，多发生在介孔内。
IV 型吸附等温线的吸附支与解吸支不重合，解吸过程中，相同压力下的吸附量明显高于吸附过程对应的吸附量，曲线出现吸附回线，据此，可以计算介孔吸附剂内的孔径分布。
V 型吸附等温线适用于微孔或介孔吸附剂内的吸附。
V 型吸附等温线与IV 型等温线类似，存在滞留回环。
吸附等温线的3种类型 -回复
吸附等温线是指在恒定温度下，气体或其他物质与固体表面相互作用形成的等温线。
吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有3种类型，分别是单层吸附、多层吸附和准吸附。
下面将分别介绍这3种类型的吸附等温线特点。
1. 单层吸附单层吸附是指吸附分子只吸附在固体表面形成单层吸附层的吸附现象。
在单层吸附情况下，吸附分子与固体表面之间的相互作用力非常强，因此吸附等温线呈现出急剧上升的特点。
在低压下，吸附等温线随着压力的增加迅速上升，但一旦达到一定压力，吸附等温线会迅速趋于平缓，并最终趋于饱和。
单层吸附通常发生在活性吸附剂上，如活性炭对气体的吸附作用。
2. 多层吸附多层吸附是指吸附分子在固体表面形成多层吸附层的吸附现象。
多层吸附情况下，吸附分子与固体表面的相互作用力较弱，因此吸附等温线呈现出逐渐上升的趋势。
在低压下，吸附等温线随着压力的增加而逐渐上升，且不会出现迅速趋于平缓的情况。
多层吸附通常发生在非活性吸附剂上，如硅胶对水蒸汽的吸附作用。
3. 准吸附准吸附是介于单层吸附和多层吸附之间的一种吸附类型。
在准吸附情况下，吸附分子与固体表面的相互作用力介于单层吸附和多层吸附之间，呈现出吸附等温线先快速上升后逐渐趋于平缓的特点。
准吸附通常发生在具有一定孔隙结构的吸附剂上，如活性炭对大分子有机物的吸附作用。
总结吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有单层吸附、多层吸附和准吸附三种类型。
单层吸附呈现出急剧上升、迅速趋于饱和的特点；多层吸附呈现出逐渐上升的趋势；而准吸附则介于单层吸附和多层吸附之间，呈现出先快速上升后逐渐趋于平缓的特点。
了解吸附等温线的类型有助于我们深入理解吸附过程及其在实际应用中的作用，为吸附技术的研究和应用提供重要参考依据。
吸附等温线是研究吸附过程中物质分子与固体表面相互作用的重要方法之一。
吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有单层吸附、多层吸附和准吸附三种类型。
6种吸附等温线和5种回滞环
6种吸附等温线和5种回滞环
吸附等温线是指在一定的温度下，吸附剂和吸附质之间相互作用达到平衡时，吸附物在吸附剂上的平衡浓度与吸附物在气相中的平衡浓度之间的关系曲线。
常见的吸附等温线有6种类型，分别是：
1.Ⅰ型等温线：呈一直线，表明随着温度的升高，吸附量减少。
2.Ⅱ型等温线：随着温度的升高，吸附量增加。
3.Ⅲ型等温线：随着温度的升高，吸附量先增加后减少。
4.Ⅳ型等温线：有两个明显的等温点，表明有两个不同的吸附过程。
5.Ⅴ型等温线：随着温度的升高，吸附量先减少后增加。
6.Ⅵ型等温线：在一定温度范围内，随着温度的升高，吸附量迅速增加，达到一定的峰值后又逐渐减小。
回滞环则是指当气体或液体在吸附剂上吸附时，随着压力的增加，吸附量也增加，但当压力达到一定值后，吸附量不再增加，而开始出现脱附现象，此时压力继续下降，但吸附量却开始增加。
这种现象被称为回滞环。
根据吸附剂的不
同和吸附质的性质不同，回滞环的类型也不同，常见的有5种类型，分别是：
1.H1型回滞环：在较高的压力下出现回滞环，表明有单层饱和吸附。
2.H2型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有多层饱和吸附。
3.H3型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有毛细孔凝聚。
4.H4型回滞环：在较高的压力下出现回滞环，表明有毛细孔凝聚和多层饱和吸附。
5.H5型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有化学反应和多层饱和吸附。
以上信息仅供参考，如果您还有疑问，建议咨询专业人士。
吸附等温线的类型及其理论分析修改
吸附等温线的类型及其理论分析修改1. Langmuir等温线Langmuir等温线是最常见的吸附等温线类型，它假设吸附剂表面上仅存在一种吸附位点，且吸附物质在该位点上固定不动。
根据Langmuir等温线理论，吸附量与吸附位点上的吸附物质浓度呈线性关系。
Langmuir等温线的数学表达式为：其中，Q代表吸附量，C代表溶液中的吸附物质浓度，Qm代表最大吸附量，Ka代表Langmuir常数。
通过拟合实验数据，可以得到Langmuir等温线的参数值，从而进一步分析吸附体系的吸附性能。
2. Freundlich等温线Freundlich等温线假设吸附剂表面上的吸附位点具有不同的吸附能力，即不同吸附位点的吸附能力不同。
根据Freundlich等温线理论，吸附量与吸附物质浓度之间呈非线性关系。
Freundlich等温线的数学表达式为：其中，Q代表吸附量，C代表溶液中的吸附物质浓度，Kf代表Freundlich常数，n代表吸附等温线的斜率。
通过拟合实验数据，可以得到Freundlich等温线的参数值，并根据n值的大小判断吸附过程的类型。
3.BET等温线BET等温线是基于吸附分子在吸附剂表面上层状吸附的假设，它考虑了多个吸附层之间相互作用的影响。
根据BET等温线理论，吸附量与吸附物质浓度之间呈非线性关系。
BET等温线的数学表达式为：其中，Q代表吸附量，C代表溶液中的吸附物质浓度，Qm代表最大吸附量，K代表BET常数。
通过拟合实验数据，可以得到BET等温线的参数值，进一步分析吸附体系的吸附性能。
以上所述的Langmuir、Freundlich和BET等温线仅仅是吸附等温线理论的一部分，实际吸附体系可能存在多种类型的等温线。
因此，在实际应用中，需要根据具体的实验条件和吸附体系的特性选择合适的理论模型进行分析。
总结起来，吸附等温线类型的理论分析可以通过拟合实验数据得到吸附等温线的参数值，进而进一步研究吸附体系的吸附性能。
吸附等温线的分类以及吸附机理简析
吸附等温线的分类以及吸附机理简析吸附等温线是有关吸附剂孔结构、吸附热以及其它物理化学特征的信息源。
在恒定的温度和宽范围的相对压力条件下可得到被吸附物的吸附等温线。
为了更好地了解吸附等温线中所包含的信息，以下对有关吸附等温线的分类以及吸附机理作一简单介绍[1，8,10,19,20,33,53～55]：众多的吸附等温线可以被分为六种(IUPAC分类)，如图1-11所示为吸附等温线的类型。
对于具有很小外表面积的微孔吸附剂其吸附表现为I型吸附等温线，I型吸附等温线与分压P／Po线呈凹型且以形成一平台为特征，平台呈水平或接近水平状，随着饱和压力的到达吸附等温线或者直接与P／Po = 1相交或表现为一条“拖尾”。
吸附等温线的初始部分代表吸附剂中狭窄微孔的充填过程，其极限吸附容量依赖于可接近的微孔容积而不是表面积，在较高相对压力下平台的斜率是非微孔表面(如中孔或大孔以及外表面)上的多层吸附所致。
II型吸附等温线正常是由无孔或大孔吸附剂所引起的不严格的单层到多层吸附。
拐点的存在表明单层吸附到多层吸附的转变，亦即单层吸附的完成和多层吸附的开始。
III型吸附等温线通常与较弱的吸附剂-吸附质(Adsorbent-Adsorbate)相互作用以及较强的吸附质-吸附质(Adsorbate-Adsorbate)相互作用有关，在此情形，协同效应导致在均匀的单一吸附层尚未完成之前形成了多层吸附，故引起吸附容量随着吸附的进行而迅速提高，吸附质-吸附质之间的相互作用对吸附过程起很重要的影响。
在非孔表面上的水蒸气吸附就是III型吸附等温线最好的实例。
Ⅳ型吸附等温线的明显特征是其存在滞后回线，这与毛细凝聚的发生有很大关系，而且在较高和较宽的分压范围保持一恒定吸附容量，其起始部分类似于II型吸附等温线，由此对应中孔壁上的单层到多层吸附。
在很少吸附剂中的一些中孔或微孔炭表现出V型水吸附等温线，像III型吸附等温线一样，吸附剂-吸附质之间的相互作用与吸附质-吸附质之间的相互作用相比非常弱，这当然包括水分子形成氢键的情形。
气固吸附等温线的分类
气固吸附等温线的分类陈思化学与化工学院 14级化学基地班 201417110005摘要：论述了从早期的BDDT 的5种类型吸附等温线，到 IUPAC 的6种类型吸附等温线，再到基于 Ono-kondo 晶格模型的 Gibbs 吸附分类的5种类型吸附等温线，并讨论了与各种类型吸附等温线类型相对应的吸附过程和机理。
关键词：气固吸附；等温线；分类；机理1.引言温度一定时，反映吸附质平衡分压p与吸附量a之间关系的曲线称为吸附等温线【1】。
吸附等温线是有关吸附剂孔结构、吸附热以及其它物理化学特征的信息源。
在恒定的温度和宽范围的相对压力条件下可得到被吸附物的吸附等温线。
正确判断吸附等温线类型，对于吸附剂孔结构等参数的计算是非常重要的。
IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry，国际纯理论与应用化学协会）手册上就有说明：对于吸附过程的研究，第一步就是“确定吸附等温线的类型，然后再确定吸附过程的本质”【2】。
吸附等温线是吸附相平衡的具体描述，是吸附分离装置设计所必需的参数。
对于气固吸附相平衡的研究，人们通常都是从对所研究的吸附等温线的归类开始入手的。
通过对一系列吸附等温线的分类，人们可以更好地理解各种吸附机理并建立相应的理论模型。
目前，相关文献报导的众多吸附等温线包括了种类繁多的吸附剂和吸附质，然而这些吸附等温线还是呈现出一定的规律性，根据吸附线形状或吸附发生的压力及温度不同有以下几种分类方法。
2.BDDT 的 5 种类型吸附等温线1940 年，在前人大量的研究和报道以及从实验测得的很多吸附体系的吸附等温线基础上，Brunauer S.，Deming L. S.，Deming W. E.和Teller E.等人对各种吸附等温线进行分类，将吸附等温线分为5类（如图 1 所示），称为 BDDT 分类【3】，也常被简称为 Brunauer 吸附等温线分类。
bet等温式属于五种吸附等温线中的类型
在研究物理化学领域时，我们经常会遇到各种吸附等温线类型的分类。
其中，bet等温式作为五种吸附等温线中的一种类型，具有其独特的特点和应用。
本文将深入探讨bet等温式的定义、特性和应用，并从不同角度进行全面评估，以便更好地理解这一主题。
一、bet等温式的定义bet等温式是由布鲁诺·保罗·贝特在1938年提出的吸附等温线类型之一。
它描述的是气体或液体在固体表面上的吸附情况，通常用来研究大面积吸附体系。
bet等温式的基本假设是固体表面上存在两种吸附位点，即吸附作用较弱的类型Ⅰ位点和吸附作用较强的类型Ⅱ位点。
根据这一假设，bet等温式能够较好地描述气体或液体在固体表面上的吸附行为。
二、bet等温式的特性1. 双层吸附：bet等温式假设固体表面上存在两种吸附位点，这导致了双层吸附的现象。
在低覆盖度下，气体或液体分子首先吸附在类型Ⅰ位点，形成单层吸附层；随着覆盖度的增加，分子继续吸附在类型Ⅱ位点，形成第二层吸附层。
这种双层吸附的特性是bet等温式的重要特点之一。
2. 吸附热：bet等温式可以通过吸附热来描述吸附过程中的能量变化。
根据bet等温式的理论，吸附热随着覆盖度的增加而减小，这与吸附类型Ⅰ位点和Ⅱ位点的吸附能力有关。
这种特性在实际应用中具有一定的意义，可以帮助我们更好地理解和控制吸附过程。
3. 吸附平衡：bet等温式还可以描述气体或液体在固体表面上的吸附平衡状态。
通过研究吸附等温线，我们可以了解吸附系统在不同温度、压力下的平衡状态，从而为工业生产和环境保护提供重要的参考依据。
三、bet等温式的应用1. 气体吸附分离：利用bet等温式的双层吸附特性，可以设计并优化气体吸附分离过程。
在石油化工行业中，通过合理选择吸附剂和操作条件，可以实现二氧化碳和甲烷等气体的有效分离和提纯。
2. 表面积测定：bet等温式广泛应用于固体材料的比表面积测定。
通过建立吸附等温线模型，可以准确地计算固体材料的比表面积，为材料表征和性能评价提供重要依据。
吸附等温线
吸附等温线包伟吸附相平衡是吸附分离科学技术的重要基础之一，是表述吸附剂对吸附质分子的最大吸附容量以及吸附选择性。
吸附等温线是吸附相平衡的具体描述，是吸附分离装置设计所必需的参数。
通过对一系列吸附等温线的分类，人们可以更好地理解各种吸附机理并建立相应的理论模型。
同时这一系列吸附等温线的分类还有利于将理论模型更好地应用到实际中去，例如用BET 或Langmuir 的方法测量出样品的比表面积。
IUPAC [International Union of Pure and Applied Chemistry，国际理论与应用化学协会]手册上就有说明：对于吸附过程的研究，第一步就是“确定吸附等温线的类型，然后再确定吸附过程的本质[1,2]”。
对于吸附等温线的分类，主要有以下3种分类方法：1.早期的BDDT 的5 类吸附等温线1940年，在前人大量的研究和报道以及从实验测得的很多吸附体系的吸附等温线基础上，Brunauer S.，Deming L. S.，Deming W. E.和Teller E.等人对各种吸附等温线进行分类，将吸附等温线分为5类(如图1所示)，称为BDDT分类，也常被简称为Brunauer吸附等温线分类。
（如上图所示）类型I 是向上凸的Langmuir 型曲线，表示吸附剂毛细孔的孔径比吸附质分子尺寸略大时的单层分子吸附或在微孔吸附剂中的多层吸附或毛细凝聚。
该类吸附等温线，沿吸附量坐标方向，向上凸的吸附等温线被称为优惠的吸附等温线。
在气相中吸附质浓度很低的情况下，仍有相当高的平衡吸附量，具有这种类型等温线的吸附剂能够将气相中的吸附质脱除至痕量的浓度，如氧在-183℃下吸附于炭黑上和氮在-195℃下吸附于活性炭上，以及78K时N2在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子筛上的吸附。
类型II 为形状呈反S 型的吸附等温线，在吸附的前半段发生了类型I 吸附，而在吸附的后半段出现了多分子层吸附或毛细凝聚，例如在20℃下，炭黑吸附水蒸气和-195℃下硅胶吸附氮气。
5a分子筛吸附等温线
5a分子筛吸附等温线5A分子筛吸附等温线介绍5A分子筛5A分子筛是一种广泛应用于吸附、分离和催化领域的氧化铝硅酸盐类晶体。
它的孔径大小为5埃，因此被称为“5A”分子筛。
5A分子筛具有高度规则的孔道结构，可以选择性地吸附小分子物质，如水、氧气、甲烷等。
吸附等温线的概念吸附等温线是指在一定温度下，固体表面与气体或液体相接触时，单位时间内固体表面上单位面积对气体或液体的吸附量与气体或液体在接触相中浓度（压力）之间的关系曲线。
吸附等温线的分类根据物理化学性质不同，可以将吸附等温线分为三种类型：Langmuir 型、Freundlich型和BET型。
Langmuir型吸附等温线是指在固定温度下，当所有活性位点都被占据时，进一步增加溶质浓度不会导致更多溶质被吸附。
这种类型的吸附等温线通常适用于表面活性位点数目有限的情况。
Freundlich型吸附等温线是指在固定温度下，吸附量与浓度之间不是线性关系，而是呈现出一种非线性的、对数函数的关系。
这种类型的吸附等温线通常适用于表面活性位点数目较多的情况。
BET型吸附等温线是指在固定温度下，当表面覆盖率达到一定程度时，进一步增加溶质浓度会导致多层分子吸附。
这种类型的吸附等温线通常适用于孔径较大、表面积较大的材料。
5A分子筛吸附等温线5A分子筛通常属于Langmuir型吸附等温线。
这是因为5A分子筛具有高度规则的孔道结构，可以选择性地吸附小分子物质。
当所有活性位点都被占据时，进一步增加溶质浓度不会导致更多溶质被吸附。
此外，5A分子筛还具有一些特殊的物理化学性质，如高比表面积、高孔容量、高热稳定性等。
这些性质使得5A分子筛在吸附、分离和催化领域中具有广泛的应用。
应用5A分子筛可以被用于以下领域：1. 气体分离：5A分子筛可以选择性地吸附小分子气体，如氢气、氧气、甲烷等。
这种选择性吸附可以被用于气体混合物的分离和纯化。
2. 空气干燥：由于5A分子筛具有高度规则的孔道结构，可以选择性地吸附水蒸气。
常见吸附等温曲线的类型及其理论分析
contents
目录
• 吸附等温线的基本概念 • 常见吸附等温曲线类型 • 吸附等温曲线理论分析 • 吸附等温曲线在实践中的应用 • 吸附等温曲线的发展趋势与展望
01
吸附等温线的基本概念
定义与分类
定义
吸附等温线是指在一定的温度下，吸 附剂对气体分子的吸附量与气体压力 之间的关系曲线。
吸附等温曲线的调控和优化。
吸附等温曲线理论模型的改进与发展
1 2 3
多分子层吸附模型
在传统的单分子层吸附模型基础上，发展多分子 层吸附模型，能够更准确地描述复杂吸附等温曲 线。
统计热力学模型
结合统计热力学理论，建立更为精确的吸附等温 曲线理论模型，以解释实验数据并预测新体系的 吸附行为。
机理导向模型
气体分子性质
气体分子的性质如分子大小、 极性、扩散系数等也会影响吸
附等温线的形状和位置。
02
常见吸附等温曲线类型
Ⅰ型吸附等温线
总结词
表示单层饱和吸附，吸附量随相对压力的增加而增加，直至接近饱和压力。
详细描述
Ⅰ型吸附等温线是典型的物理吸附等温线，表示吸附剂表面完全被吸附质覆盖， 形成单分子层吸附。在相对压力较低时，吸附量随相对压力的增加迅速增加， 当接近饱和压力时，吸附量增长速度减缓。
VS
详细描述
D-R理论假设气体分子在固体表面形成单 分子层吸附，同时考虑了气体分子在固体 表面和孔内的吸附。该理论可以用来计算 孔径分布和孔体积等参数。
04
吸附等温曲线在实践中 的应用
在气体分离中的应用
分离空气中的氧气和氮气
利用吸附等温曲线，可以找到最佳的吸附剂和操作条件，将空气中的氧气和氮气进行有 效分离。
吸附等温线类型和特点
吸附等温线类型和特点《关于吸附等温线类型和特点的那些事儿》嘿呀，说起吸附等温线类型和特点，那可真是有点意思呢。
就像我们去超市买东西，不同的商品有不同的特点。
吸附等温线也一样，它们各有各的性格。
第一种类型，单分子层吸附等温线。
这就好比是一个很专一的朋友，一个位置上就只吸附那么一层，多了不要，很有自己的坚持呢。
就像有些人交朋友，一个知心的就够了，不多不少，恰到好处。
然后是多分子层吸附等温线，哇，这就像是个超级热情的家伙，一层一层又一层地吸附，完全停不下来呀。
仿佛那种特别好客的朋友，家里来再多客人都能乐呵呵地接待。
不均匀表面吸附等温线呢，就像是个有点纠结的人，这里吸附得容易点，那里吸附得难点，没有一个统一的标准。
和那些有时候让人捉摸不透的朋友一样，心情好的时候很好相处，心情不好的时候又有点难搞。
每种吸附等温线都有自己独特的特点。
比如说，有的吸附等温线上升得特别快，就跟坐火箭似的，那说明吸附能力超强啊，一下子就能把好多东西都吸附住。
就像有些人学习新东西特别快，让人羡慕不已。
另外一些吸附等温线可能比较平缓，慢慢悠悠地上升，这就像是慢性子的人，做事有条不紊，不着急不着慌的。
我记得有一次做实验观察吸附等温线，那过程真是既有趣又有点让人抓狂。
看着那些曲线一点点呈现出来，就好像在看一个故事慢慢地展开。
有时候曲线突然来个大转折，就像故事里来了个大反转，让人惊喜不已。
而且啊，了解这些吸附等温线类型和特点可重要了呢。
比如在处理污水的时候，要是不搞清楚吸附等温线，那可能就没办法有效地把那些污染物给吸附掉。
好比我们要打扫房间，如果不知道怎么打扫最干净有效，那可就费劲儿啦。
总之呢，吸附等温线虽然看起来是一堆复杂的曲线，但只要我们深入了解，就会发现它们就像我们身边的各种人和事一样，各有各的性格和特点。
学会和它们打交道，就能更好地利用它们的特性，为我们的生活和工作带来便利啦！。
(完整版)BET吸附-脱附曲线分析及含义
气体吸附等温线往常分为六种，此中五种（I-V）是由国际理论与应用化学会（IUPAC）所定义的。
I 型等温线表示在低的相对压力（均衡蒸汽压与饱和蒸汽压的比值）时，资料具有很强的吸附能力从而达到均衡。
I 型等温线往常被以为是在微孔或许单层吸附的标记，由于强的吸附作用。
（这可能也有化学吸附的作用，波及到在吸附质与吸附剂表面的化学键作用，这里我们不议论化学吸附）值得注意的是，孔的大小是依据他们的直径（或宽度）来进行分类的：微孔（小于2nm ），中孔（ 2-50nm ），大孔（大于50nm ）。
基于大部分多孔固体是使用非极性气体（ N2Ar ）进行吸附研究的，所以不太可能出现化学吸附作用。
所以，对于 I 型等温线的经典解说是资料拥有微孔。
但是，I 型等温线也有可能是拥有孔径尺寸特别靠近微孔的介孔资料。
特别是N2 在 77K 或许 Ar 在 77K 和 87K 圆柱孔状况下， I 型等温线将在较低的相对压力（大概0.1 作用）下达到均衡关于资料是微孔，从近来的一些报导结果得出的。
所以，当 I 型等温线没有在相对压力处达到均衡，该资料有可能存在大批的中孔或许就是独自的中孔。
但是，这类I 型散布有可能在某种程度上介孔孔径散布范围变宽。
这是因为散布高度平均圆柱孔的资料可能展现出在相对压力低于0.1 或许更小时，能够在吸附等温线被辨别（所以，这些等温线能够被分类成IV 型等温线，下边我们会议论）。
只管，靠近饱和蒸汽压的多层可能会十分不连续，但大孔资料大多是经过跟着相对压力增添时，吸附量渐渐地增添的方式进行多层吸附。
这类不受限制的多层形成过产生了II 型和III 型等温线。
在这类状况下，吸附-脱附曲线重合；也就是说，没有发生滞后现象。
这主要取决于所测试的资料的性质， II 型等温线是单层形成的显然特点，不然是在整个压力范围内都是突出的 III 型等温线。
后者的行为能够察看到在吸附分子与吸附剂表面和被吸附物作比较时，吸附分子之间的作用是强互相作用。
吸附等温线类型特征
吸附等温线类型特征吸附等温线是描述气体或液体在固体表面上吸附的数量与压力之间的关系。
吸附等温线可以分为三种类型：Langmuir型、Freundlich型和BET型。
本文将会详细介绍这三种吸附等温线类型的特征。
一、Langmuir型Langmuir型是最简单的吸附等温线类型，它假设所有的吸附位点都是相同的，并且只有一个分子可以占据每个位点。
Langmuir模型可以用以下方程表示：θ = Kp / (1 + Kp)其中，θ是被覆盖表面积与总表面积之比，K是一个常数，p是气体压力。
Langmuir型吸附等温线有以下特征：1. 吸附饱和当气体压力增加到一定程度时，所有可用的吸附位点都被占据了，此时覆盖率达到100%并保持不变。
这个压力称为饱和压力。
2. 单层吸附根据Langmuir模型，每个位点只能被一个分子占据。
因此，当饱和时只有一层分子被覆盖在固体表面上。
3. 反应热量为常数Langmuir型假设吸附过程是无热效应的，因此反应热量是常数。
二、Freundlich型Freundlich型吸附等温线假设吸附位点不同，并且每个位点可以被多个分子占据。
Freundlich模型可以用以下方程表示：θ = Kp^(1/n)其中，θ是被覆盖表面积与总表面积之比，K和n是常数，p是气体压力。
Freundlich型吸附等温线有以下特征：1. 吸附不饱和与Langmuir型不同的是，Freundlich型假设存在无限多的吸附位点。
因此，在任何气体压力下都有一些位点没有被占据。
2. 多层吸附由于每个位点可以被多个分子占据，因此在达到饱和前可以形成多层分子覆盖。
3. 反应热量随着覆盖度变化而变化由于每个位点可以被多个分子占据，因此当覆盖度增加时反应热量也会增加。
这意味着在Freundlich模型中反应热量并不是一个常数。
三、BET型BET（Brunauer, Emmett, and Teller）型吸附等温线假设固体表面存在不同的吸附位点，但每个位点只能被一个分子占据。
气固吸附理论
42气固吸附理论气固吸附是界面吸附的一个主要组成部分，它涉及到催化、气体的净化和分离、环境保护等工业过程，具有重要的应用背景。
二十世纪前半期，人们已相继提出了许多吸附等温方程，并从模型入手建立了若干气固吸附理论，使吸附现象得到了定量乃至本质的描述。
本专题旨在介绍几个有影响的气固吸附理论和吸附等温式。
1. Langmuir 单分子层吸附理论1916年，美国物理化学家Langmuir Irving （朗缪尔）根据固体表面原子的力的不饱和性和分子间作用力随距离增大迅速衰减的事实，首先提出了一个单分子层吸附理论，这个理论建立在如下模型的基础上：① 固体表面存在一定数量的活性位site) (active ，它们能够吸附气体分子，但每个活性位只能吸附一个分子，因此，吸附是单分子层的。
② 这些活性位均匀地分布在固体表面上，且每一个活性位具有相同的吸附活性，或者说，无论气体分子吸附在哪个活性位上，释放的热量是一样的。
③ 已吸附的气体分子间不相互作用，换句话说，气体分子的吸附和脱附均与已吸附的周围分子无关。
于是，Langmuir 根据吸附达动态平衡时，吸附速率应等于脱附速率，用动力学方法作了如下推导：设吸附达平衡时，已被吸附的活性位占总活性位的分数为θ，气体的平衡压力为p ，则吸附速率不仅与压力p 成正比，而且也应与裸露的活性位分数θ−1成正比，即)1(θα−=p r a (42-1)式中α为比例系数。
脱附速率则除了与活性位的覆盖分数θ成正比外，还应与已吸附的气体分子中具有逃离活性位所需能量的分子分数成正比。
这个分子分数按Boltzmann 分布定律可表示为RTq kTf qN N //a *a aae e −−==ε (42-2)式中a N 是已吸附的气体分子总数；*a N 是具有逃离活性位所需最低能量a ε的分子数；q 是已吸附分子的配分函数，对于指定的温度和系统，这个定域子的配分函数是一个常数。
它的倒数即f ；k 是Boltzmann 常数；m ads a a H L q Δ−==ε即吸附能或吸附热的绝对值。
吸附等温线的类型及其理论分析修改
则式(7-29)
Γ Γ
bp 1 bp
可改写为
12
V bp
V 1 bp
(7-29b）
同理可得
1 1 1
V V bV p
p1p
或
V bV V
类似的，作图即可求得b及
V
13
由所得的 V 可算出单位质量的固体表面铺满单分子层时所 需的分子个数。若已知每个分子所占的面积，则可算出固体的
D
吸附位
4
Langmuir 单分子层吸附理论 及朗缪尔吸附等温式
1916年，适用于固体表面的气体吸附（Ⅰ型） a. 理论的四个假设：
Ⅰ、气体在固体表面上单分子层吸附； Ⅱ、固体表面均匀（吸附热为常数，与θ无关）； Ⅲ、固体表面上相邻的吸附分子间无作用力； Ⅳ、吸附和脱附呈动态平衡。
5
b.等温式的导出：
1
2
吸附量 n
B
B
相对压力 p/p0
3
一.单分子层吸附理论•Langmuir方程（Langmuir，1916）
1.基本观点：
固体表面存在没有饱和的原子力场，当气体与之接触时就会被吸附在固体表面， 一旦表面上覆盖满一层气体分子，这种力场就得到了饱和，吸附就不再发生，因此， 吸附是单分子层的。
E KT
p0
18
C>1时，即E1>El，Ⅱ型等温线 C较小时，即E1>El，Ⅲ型等温线 研究表明(Jones，1951)：C＝2是临界点
10
由实验测出 ∞(单位为mol/kg)，若已知每个被吸附 分子的截面积A，则可求得吸附剂的比表面：
As= ∞ L A
吸附等温线的介绍及应用
吸附等温线的介绍及应用吸附相平衡是吸附分离科学技术的重要基础之一，是表述吸附剂对吸附质分子的最大吸附容量以及吸附选择性。
吸附等温线是吸附相平衡的具体描述，是吸附分离装置设计所必需的参数。
通过对一系列吸附等温线的分类，人们可以更好地理解各种吸附机理并建立相应的理论模型。
同时这一系列吸附等温线的分类还有利于将理论模型更好地应用到实际中去，例如用BET或Langmuir的方法测量出样品的比表面积。
IUPAC[InternationalUnionofPureandAppliedChemistry，国际理论与应用化学协会]手册上就有说明：对于吸附过程的研究，第一步就是“确定吸附等温线的类型，然后再确定吸附过程的本质[1,2]”。
对于吸附等温线的分类，主要有以下3种分类方法：1.早期的BDDT的5类吸附等温线1940年，在前人大量的研究和报道以及从实验测得的很多吸附体系的吸附等温线基础上，BrunauerS.，DemingL.S.，DemingW.E.和TellerE.等人对各种吸附等温线进行分类，将吸附等温线分为5类(如图1所示)，称为BDDT分类，也常被简称为Brunauer吸附等温线分类。
（如上图所示）类型I是向上凸的Langmuir型曲线，表示吸附剂毛细孔的孔径比吸附质分子尺寸略大时的单层分子吸附或在微孔吸附剂中的多层吸附或毛细凝聚。
相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
该类吸附等温线，沿吸附量坐标方向，向上凸的吸附等温线被称为优惠的吸附等温线。
在气相中吸附质浓度很低的情况下，仍有相当高的平衡吸附量，具有这种类型等温线的吸附剂能够将气相中的吸附质脱除至痕量的浓度，微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
如氧在-183℃下吸附于炭黑上和氮在-195℃下吸附于活性炭上，以及78K时N2在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子筛上的吸附。
吸附等温线的几种主要类型及其对应的吸附机理
吸附等温线的几种主要类型及其对应的吸附机理
吸附等温线可以根据吸附量与压强的关系被划分为不同的类型，以下是吸附等温线的几种主要类型及其对应的吸附机理：
1. Ⅰ型等温线（朗格缪单层可逆吸附过程）：这是窄孔进行吸附，对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
2. BET型等温线：当气体分子在开放的固体表面发生吸附时，往往呈BET
型等温线。
当C值由大变小，等温线就逐渐由Ⅰ型过渡到BET型。
3. Langmuir等温线：Langmuir方程是建立在均匀表面假设上的，而真实
表面都是不均匀的，因此在实际使用中常常要对表面的不均一性进行修正。
请注意，这些吸附机理并非互斥的，一种吸附剂可能同时存在多种吸附机理。
同时，这些理论模型是基于特定条件下的假设和简化，因此在实际应用中可能需要根据具体情况进行修正和调整。
吸附脱附等温线类型
吸附脱附等温线类型吸附脱附等温线类型是描述吸附物质在不同温度下吸附和脱附行为的曲线。
吸附和脱附是吸附过程中的两个关键步骤，它们对于吸附材料的性能和应用具有重要影响。
吸附脱附等温线类型根据吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为的不同，可以分为多种类型。
1. 类型I等温线：类型I等温线是指吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为呈现明显的阶段性变化。
在低压下，吸附物质以单分子层的形式吸附在吸附材料上。
当压力增加时，吸附物质的吸附量迅速增加，直到达到饱和吸附量。
在脱附过程中，吸附物质的脱附量也呈现出明显的阶段性变化。
类型I等温线常见于孔隙结构较小的吸附材料。
2. 类型II等温线：类型II等温线是指吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为呈现出连续且逐渐增加的趋势。
在低压下，吸附物质以多层吸附形式存在，吸附量随着压力的增加而逐渐增加。
与类型I等温线不同的是，在高压下，吸附量仍然随着压力的增加而增加，但增加的速率变缓。
脱附过程中，吸附物质的脱附量也呈现出连续逐渐减少的趋势。
类型II等温线常见于孔隙结构较大的吸附材料。
3. 类型III等温线：类型III等温线是指吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为呈现出连续且逐渐减少的趋势。
在低压下，吸附物质以多层吸附形式存在，吸附量随着压力的增加而逐渐增加。
在高压下，吸附量呈现连续逐渐减少的趋势。
脱附过程中，吸附物质的脱附量也呈现出连续逐渐减少的趋势。
类型III等温线常见于孔隙结构较大的吸附材料。
4. 类型IV等温线：类型IV等温线是指吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为呈现连续逐渐增加的趋势，但在高压下出现了吸附量的饱和现象。
在低压下，吸附物质以多层吸附形式存在，吸附量随着压力的增加而逐渐增加。
当压力达到一定值后，吸附量趋于饱和，不再增加。
脱附过程中，吸附物质的脱附量也呈现出连续逐渐减少的趋势。
类型IV等温线常见于孔隙结构较大的吸附材料。
吸附脱附等温线类型的不同反映了吸附物质在吸附材料上的吸附和脱附行为的特点。
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气固吸附等温线的分类
陈思
化学与化工学院 14级化学基地班 201417110005
摘要：论述了从早期的BDDT 的5种类型吸附等温线，到 IUPAC 的6种类型吸附等温线，再到基于 Ono-kondo 晶格模型的 Gibbs 吸附分类的5种类型吸附等温线，并讨论了与各种类型吸附等温线类型相对应的吸附过程和机理。
关键词：气固吸附；等温线；分类；机理
1.引言
温度一定时，反映吸附质平衡分压p与吸附量a之间关系的曲线称为吸附等温线【1】。
吸附等温线是有关吸附剂孔结构、吸附热以及其它物理化学特征的信息源。
在恒定的温度和宽范围的相对压力条件下可得到被吸附物的吸附等温线。
正确判断吸附等温线类型，对于吸附剂孔结构等参数的计算是非常重要的。
IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry，国际纯理论与应用化学协会）手册上就有说明：对于吸附过程的研究，第一步就是“确定吸附等温线的类型，然后再确定吸附过程的本质”【2】。
吸附等温线是吸附相平衡的具体描述，是吸附分离装置设计所必需的参数。
对于气固吸附相平衡的研究，人们通常都是从对所研究的吸附等温线的归类开始入手的。
通过对一系列吸附等温线的分类，人们可以更好地理解各种吸附机理并建立相应的理论模型。
目前，相关文献报导的众多吸附等温线包括了种类繁多的吸附剂和吸附质，然而这些吸附等温线还是呈现出一定的规律性，根据吸附线形状或吸附发生的压力及温度不同有以下几种分类方法。
2.BDDT 的 5 种类型吸附等温线
1940 年，在前人大量的研究和报道以及从实验测得的很多吸附体系的吸附等温线基础上，Brunauer S.，Deming L. S.，Deming W. E.和Teller E.等人对各种吸附等温线进行分类，将吸附等温线分为5类（如图 1 所示），称为 BDDT 分类【3】，也常被简称为 Brunauer 吸附等温线分类。
图1 BDDT 吸附等温线的5种类型【4】
类型Ⅰ是Langmuir 型曲线，表示吸附剂毛细孔的孔径比吸附质分子尺寸略大时的单层分子吸附或在微孔吸附剂中的多层吸附或毛细凝聚。
该类吸附等温线，在吸附质平衡分压较小时，吸附量随气体分压的增大而增大，近乎成直线关系；在气体平衡分压很大时，吸附量
达到最大值，不再随气体分压改变，此时称达到饱和吸附（Langmuir单分子层吸附等温式可以很好的解释）。
该类吸附等温线，在气相中吸附质浓度很低的情况下， 仍有相当高的平衡吸附量，具有这种类型等温线的吸附剂能够将气相中的吸附质脱除至痕量的浓度，如氧在-183℃下吸附于炭黑上和氮在-195℃下吸附于活性炭上。
类型Ⅱ为形状呈反 S 型的吸附等温线，在吸附的前半段发生了类型Ⅰ吸附（先增大后出现平台），而在吸附的后半段出现了多分子层吸附或毛细凝聚即气体吸附质的液化，则吸附量再次增大。
例如在20℃下炭黑吸附水蒸气和-195℃下硅胶吸附氮气。
类型Ⅲ是反Langmuir 型曲线。
该类等温线沿吸附量坐标方向向下凹，表示吸附量不断随组分分压的增加而增大直至相对饱和值趋于 1 为止，曲线下凹是由于吸附质与吸附剂分子间的相互作用比较弱，甚至比吸附质与吸附质分子间相互作用力还弱，较低的吸附质浓度下，只有极少量的吸附平衡量，同时又因单分子层内吸附质分子的相互作用，使第一层的吸附热比冷凝热小，在较高的吸附质浓度下将出现冷凝而使吸附量大增。
如在 20℃下，溴吸附于硅胶。
类型Ⅳ是微孔吸附，能形成有限的多层吸附，如水蒸气在 30℃下吸附于活性炭，在吸附剂的表面和比吸附质分子直径大得多的毛细孔壁上形成两种表面分子层。
该类等温线出现两个平台，第一个表示在微孔吸附剂表面达到饱和吸附，第二个表示在孔内壁达到饱和吸附。
类型Ⅴ出现在微孔吸附中吸附剂和吸附质分子相互作用弱的情况下，前阶段类比类型Ⅲ，后阶段类比类型Ⅳ。
BDDT 吸附等温线分类在国际学术界曾被广泛接受，并作为经典理论依据用于在吸附相平衡研究中解释各种吸附机理。
然而，随着对吸附现象研究的深入， BDDT 的五类吸附等温线已不能描述和解释一些新的吸附现象，因此人们又通过总结和归纳，提出了IUPAC 的6类吸附等温线。
3.IUPAC 的 6 种类型吸附等温线
1985 年，在BDDT 的 5 种分类基础上，IUPAC 提出了IUPAC的吸附等温线 6 种分类【5】（如图2所示），该分类是对 BDDT 吸附等温线分类的一个补充和完善。
图2 IUPAC 吸附等温线的 6 种类型【4】
类型Ⅰ表示在微孔吸附剂上的吸附情况。
类型Ⅱ表示在大孔吸附剂上的吸附情况，此处吸附质与吸附剂之间存在较强的相互作
用。
类型Ⅲ亦表示为在大孔吸附剂上的吸附情况，但此处吸附质分子与吸附剂表面之间存在
较弱的相互作用，吸附质分子之间的相互作用对吸附等温线有较大影响。
类型Ⅳ是有着毛细凝结的单层吸附情况。
可以更详细地给出说明并举例。
类型Ⅴ是有着毛细凝结的多层吸附情况。
类型Ⅵ 是表面均匀的非多孔吸附剂上的多层吸附情况。
（注：毛细凝结现象又称吸附的滞留回环，或称作吸附的滞后现象。
吸附等温曲线与脱
附等温曲线的互不重合形成了滞留回环。
这种现象多发生在中孔吸附剂当中。
微孔：﹤2nm；
中孔：2-5nm；大孔：﹥5nm）
4.Gibbs 的5种类型吸附等温线
IUPAC分类的曲线表现为吸附量总会随压力的增加而不断增大，然而随着人们对吸附等
温线研究的不断深入，发现一些新类型的气固吸附等温线并不为IUPAC吸附等温线分类所涉
及，特别是气体的超临界吸附。
超临界吸附指的是气体在临界温度以上时发生在固体表面的吸附，在临界温度以上，气
体在常压下的物理吸附比较弱，所以往往要到很高的压力才有明显的吸附，因此，气体的超
临界吸附又称为高压吸附【6】。
这些新类型曲线存在一个吸附极大值，当吸附量到达极大值后，随着压力的增大，吸附
量不再单调增加反而减小，因此IUPAC对气固吸附等温线的分类存在着局限性。
针对这一发
现，有学者提出了基于Ono-kondo晶格理论模型【7】的新的吸附等温线分类——Gibbs吸
附等温线分类。
Gibbs吸附等温线共分为5类，如图3所示。
图3 Gibbs吸附等温线的5种类型【4】
类型Ⅰ是于亚临界或超临界条件下在微孔吸附剂的吸附等温线，亚临界下等温线跟
IUPAC 的分类类似，但超临界下，则出现了吸附的极大值点。
类型Ⅱ和类型Ⅲ分别是在大孔吸附剂上吸附质与吸附剂间存在较强的和较弱的亲和力
的情况下的吸附等温线。
在较低的温度下，吸附等温线有着多个吸附步骤，但随着温度的升
高等温线变成平缓的单调递增曲线，这就与 IUPAC 的类型Ⅱ、Ⅲ类似。
再到了临界温度的
时候，曲线显现出很尖锐的极大值，温度继续增加，曲线亦存在有极大值点但变得平缓一些。
类型Ⅳ和类型Ⅴ分别是在中孔吸附剂上吸附质与吸附剂间存在较强的和较弱的亲和力
的情况下的吸附等温线。
在较低的温度下，吸附等温线会出现滞留回环，但没有实验数据表
明，在超临界条件下滞留回环将不出现或一定出现。
这种 Gibbs 吸附等温线的分类相对于前两种分类而言就显得更完整，它不仅包含有
IUPAC 所归类的各种类型的吸附等温线，同时还包括了当前已知的各种吸附等温线。
5.总结
随着人们对吸附现象的不断深入研究，吸附等温线的分类方式逐渐加以改进和完善，从经典的BDDT吸附等温线分类，到增加了毛细凝结现象的IUPAC吸附等温线分类，再到更加完整的包含了超临界吸附的Gibbs吸附等温线分类，或许以后发现了新的吸附现象而现有的分类方法无法解释时，就需要再建立新的理论。
科学的道路总是在不断地探索和研究中前行。
参考文献
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【2】Sing K. S. W., Everett D. H., Haul R. A. W., et al. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity[J], Pure & Appl. Chem. , 1985, 57(4): 603.
【3】Brunauer S., Deming L., Deming W., Teller E., J. Am. Chem. Soc. [J], 1940, 62(7): 1723.
【4】何余生，李忠，等. 气固吸附等温线的研究进展[J]. 离子交换与吸附，2004，20(4):376-384.
【5】Rouquerol J., Avnir D., Fairbridge C. W., et al. Recommendations for the characterization of porous solids (Technical Report) . Pure & Appl. Chem. [J], 1994, 66(8): 1739-1758.
【6】周亚平，杨斌. 化学通报[J]，2000，63(9): 8.
【7】Ono S., Kondo S.,Encyclopedia of Physics [M], Berlin: Springer-Verlag, 1960, Vol.10, P134.。