总结“五种等温线”的研究和应用情况

总结“五种等温线”的研究和应用情况，每一种等温线至少列举2例说明。

吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达

到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。在一定温度下，分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等，而宏观地总括这些特性的是吸附等温线。吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用[1]0

I型一①I-A型

—称为兰缪尔型吸附等温线，可用单分子层吸附来解释。在2.5nm以下微孔吸附剂上的吸附等温线属于这种类型。

I型一②I-B型

固体吸附剂具有超微孔(0.5~2.0nm)和极微孔(<1.5nm)，外表面积比孔内表面积小很多。

I-B吸附等温线

例1:半胱氨酸在TiO2上的吸附在不同的PH值下，通过红外光谱仪和兰缪尔吸附等温线分析表面复合结构。兰缪尔吸附等温线被应用分析结合物常量，这是一种与静电吸附物质一致，在PH为8.0, TiO2膜很难改变，氨分子接触TiO2 的表面通过氨的质子组，这种新的排列生成很大的浓度在饱和浓度范围内[2]0在TiO2上吸附半胱氨酸的吸附等温线，

0 2 4

c 1O 31 mol dm'3

c103 / mol dm'3

吸附等温线的半胱氨酸在二氧化钛 pH 值2.0和15C

3 2 1

彗

E

O E

喀

二

J

吸附等温线的半胱氨酸在二氧化钛

pH 值5.0和15C 0 2

4 6

吸附等温线的半胱氨酸在二氧化钛

pH 值8.0和15C 在pH 值为2.0,半胱氨酸主要吸附在完全质子化了的和两性离子形式。从吸

附剂获得的配位，吸附等温线实验表明在二氧化钛表面吸附物种存在竞争效应 ， 但两性离子形式表现出更多的亲和力。这是由一个主要的积累物种在二氧化钛表 面上，反映在各自的吸光度比值。吸附的半胱氨酸生产减少 pKa1（羧基）值从1.96 到1.37。在pH 值为5.0,氨基酸的两性离子形式。这个事实与红外光谱谱和吸附 等温线是一致的。在pH 值为8.0有良好的静电相互作用在高度带负电荷的二氧 化钛表面和质子化了的胺半胱氨酸的部分地区，而羧酸盐和硫醇盐组从表面的静 电排斥。因此，氨基酸集团接触到表面的时候，这导致了另外一个基团扩散到溶 液中，由于半谷氨酸在TiO2表面的空间布局导致这里有一个大的饱和吸附量。

例2:尽管表面络合模型已经广泛的应用于描述重金属的吸附，很少有研究 能够证实吸附模型的可行性，等温线的数据和 PH 这个参数是独立的。含有 Ks 动力学的数值MMP 模型可以很好地预测预测重金属在 Mn02上的边缘吸附量在 不同的吸附剂和不同的吸附质上的吸附量，此外，重金属在 MnO2的吸附等温 线在不同的PH 下预测吸附量使用含有Ks 动力学常数的MLI 模型具有很要的预 测结果［3］。

D

2 4

6 c1O 3 / mol dm 3 3

Experime ntal data and predictive curves for the adsorpti on isotherms of Ni(ll) at differe nt pH (3.3 ±1 and 4.3 0.±. Experimental conditions: adsorbent dose,5 g/L; initial Ni(II) concentration 0.110 mmol/L. Solid lines are predicted results with adsorption constants got from the MLK model. The surface, plotted by the MLI model with the equilibrium con sta nt (K s-kinetic), describes the Ni(II) adsorption isotherms on MnO 2 at different pH..

U型一一常称为S型等温线，是最普通的物理吸附。吸附剂孔径大小不一，生多分子层吸附。

例1:氢气在缺陷石墨烯的表面吸附等温线

一种基于PDF理论的原子研究用来检查氢分子在不完美的的石墨烯有原子取代的石墨烯上发生吸附，氢分子的吸附在表面上的空洞处和桥接处已经被研究,在清洁的石墨烯上，氢分子吸附在空穴处，这一结果与理论研究具有很好的一致性。经典的蒙特卡罗方法和晶格气体模型用于高强研究H2物理吸附与N、B、Fe和Co置换原子⑷。

The predicted isotherms of H2 on defected graphene using Monte Carlo simulatio ns of the Lattice GaModel (LGM)

对于在吸附层的数值，我们扩大点场正如图5所示，图象表明在石墨烯取代

N和石墨烯取代Co，表面覆盖率在3.5以下，但是在石墨烯取代B和石墨烯取代Fe的时候，第四层被完全覆盖，因此，石墨烯和Fe原子以及B原子配对增

强了结合能和氢碳结合力，这一事实对于氢气在缺陷石墨烯上的储存过程至关重

要，对于等温吸附曲线，Q,wang等人发现了量子的影响大于在20K和很低的储量与他们所观测实验值，他们表明在第二层和第三层有一个连续的形成在形成第一层之前。我们的吸附等温线可以和实验值进行比较。我们可以表明，在上层更压缩比第一个可以解释的，冷凝现象的主要特征是物理吸附。在缺陷的石墨烯的情况下，我们给的第一次H2的等温线。对于所有单层石墨烯系统，我们发现H2 和B、N、Fe和Co与缺陷石墨烯进行结合。然后，用少量的掺杂石墨可以加强结合能，氢碳在石墨烯上面可以增强相会接触。这些系统可以是很有前途的储氢材料，额外的实验研究需要确认这些趋势。

川型一一这种类型较少见。

在固体和吸附质的吸附相互作用小于吸附质之间的相互作用时呈现这种类型等温线。它的特点是吸附热与被吸附组分的液化热大致相等。

如：352K时，Br2在硅胶上的吸附。

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