吸附及吸附过程..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
现在通常把等温线分 为六类。实际的各种吸 附等温线大多是这六类 等温线的不同组合。 纵坐标为吸附量,横 坐标为相对压力p/p0 , p为气体吸附平衡压力, p0是气体在吸附温度时 的饱和蒸汽压,
16
2018/10/9
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅰ型 — ①I-A型
1.2 吸附热力学
从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分布以及吸附剂与吸 附质之间的相互作用等有关信息。
1.2 吸附热力学
q
Ⅱ
0
P/P
0
随着相对压力的增加,开始形成第二层,在相对压相对接近1时,吸附 层数无限大,发生毛细管和孔凝聚现象,吸附量急剧增加,又因为孔径范 围较大,大于5nm ,所以不呈现饱和吸附状态。
非多孔性固体表面发生多分子层吸附属这种类型,如非多孔性金属氧化 物粒子吸附氮气或水蒸气。此外,发生亲液性表面相互作用时也常见这种 类型。
7 2018/10/9 吸附材料及应用
(2)物理吸附
1.1 吸附及吸附平衡
单层或多层分子吸附--吸附质在吸附剂表面形成单层或多 层分子吸附时,其吸附热比较低。吸附质分子和吸附剂 表面分子之间的吸附机理,与气体的液化和蒸汽的冷凝 时的机理类似。
物理吸附过程是可逆的,几乎不需要活化能(即使需要也
用吸附等温线(Adsorption isotherm)表示。 吸附剂的表面是不均匀的,被吸附的分子和吸附剂表面分 子之间,被吸附的各分子之间的作用力各不相等,吸附等温 线的形状也不相同。
14 2018/10/9 吸附材料及应用
1)气体吸附等温线
1.2 吸附热力学
研究吸附等温线可以得到吸附剂、吸附质的性质以及它们之 间相互作用的信息。 吸附等温线是各类吸附曲线中最重要的,各种吸附理论往往 是以其能否给出定量描述一种或几种类型吸附等温线来评价。
13
2018/10/9
吸附材料及应用
1.2 吸附热力学 (1)吸附等温线
吸附热力学主要研究吸附过程所能达到的程度问题, 通过对吸附剂上吸附质在各种条件下吸附量的研究,得 到各种热力学数据。 取温度恒定,单位重量吸附剂的吸附量q和气相中组分的
分压P(单位容积液相中溶质的浓度分子数C)的平衡关系,
10 2018/10/9 吸附材料及应用
物理吸附和化学吸附的比较
物理吸附
吸附力 吸附热 选择性 稳定性 分子层 吸附速率
1.1 吸附及吸附平衡
化学吸附
范德华力 化学键力 较小(~液化热) 较大 无选择性 有选择性 不稳定,易解吸 稳定 单分子层或多分子层 单分子层 较快 较慢 受温度影响小 受温度影响大 受吸附剂的比表面积 受表面化学性质和 和细孔分布影响大 化学性质影响大!
6
2018/10/9
吸附材料及应用
(2)物理吸附
1.1 吸附及吸附平衡
分子间力—物理吸附(physical adsorption,physisorption) 是吸附剂和吸附质之间通过分子间力(范德华力、氢键作用 力)相互吸引,形成的吸附现象。 吸附(放)热较小—为气体冷凝焓数量级,约42kJ/mol或更少。
成分产生了积蓄(浓缩)。这种现象称为吸附。
2
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
吸附、脱附、吸收、吸着
吸附剂(adsorbent)-具有吸附能力的物质。如:活性炭。
吸附质(adsorbate)-被吸附的物质。如:溴。
脱附(desorption) -已被吸附的原子或分子,返回到液相或气 相,称之为解吸或脱附。 吸收(absorption)-原于或分子从一个相主体均匀地进入另一 个相的内部(扩散),称为吸收。它与吸附是不同的。
1
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
吸附、脱附、吸收、吸着
吸附(adsorption)一种物质的分子、原子或离子能自
动地附着在某固体表面上的现象。或:在任意两相间的
界面层,某物质的浓度能自动地发生变化的现象,皆称 为吸附。 吸附(adsorption) - 当两相组成一个体系时,其组成在两 相界面(Interface)与相内部是不同的,处在两相界面处的
4 2018/10/9 吸附材料及应用
(1)形成吸附原因
面吉布斯函数的产生。
1.1 吸附及吸附平衡
固体表面层物质受到指向内部的拉力,这种不平衡力场的存在导致表 固体不能通过收缩表面降低表面吉布斯自由能,但它可利用表面的剩 余力,从周围介质捕获其它的物质粒子,使其不平衡力场得到某种程 度的补偿,致使表面吉布斯函数的降低。
q
A
Ⅰ-A 吸附等温线
17 2018/10/9 吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅰ型 — ②I-B型
1.2 吸附热力学
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。 在低压区,吸附曲线就迅速上升,发生微孔内吸附,在平坦区发生外表面 吸附。微孔吸附势很大。 在接近饱和蒸气压时,由于微粒子之间存在缝隙,在大孔中发生吸附,等 温线又迅速上升(虚线)。 B q 活性炭和沸石常呈现这种类型。 例如: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。 此外,在吸附温度超过吸附质的临界温度时, 由于不发生毛细管凝聚和多分子层吸附,即使 是不含微孔的固体也能得到I型等温线.
11
2018/10/9
吸附材料及应用
(4)吸附平衡
1.1 吸附及吸附平衡
随着吸附质在吸附剂表面数量的增加.解吸速度逐渐加 快,当吸附速度和解吸速度相当,即在宏观上当吸附量不 再继续增加时,就达到了吸附平衡。
S+G
adsorption
desorption
SG
12
2018/10/9
吸附材料及应用
(5)平衡吸附量
—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。 当吸附剂仅有2—3 nm以下的微孔时,虽 然发生了多层吸附和毛细凝聚现象,而一 旦将所有的孔填满后,吸附量便不再随比 压而增加,呈现出饱和吸附。相当于在吸 附剂表面上只形成单分子层。
P/P0
19 2018/10/9 吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅲ型——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
1.2 吸附热力学
q
Ⅲ
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。
0
P/P
0
在憎液性表面发生多分子层吸附的吸附等温线属于Ⅲ型。 例如:水蒸气在石墨表面上吸附或在进行过憎水处理的非多孔性金属氧
化物上的吸附。
20
2018/10/9
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
1.2 吸附热力学
Ⅲ型和Ⅱ型对比 q
Ⅱ
q
Ⅲ
0
P/P
0
0
P/P
0
Ⅲ型和Ⅱ型的区别在于前半段呈向下凹的形状,这是由于第一层吸附热 比吸附质的凝聚热要小。 Ⅲ型和Ⅱ型都是孔径大于5 nm的多孔固体。
21 2018/10/9 吸附材料及应用
吸附热较大 --化学吸附类似于表面化学反应,化学吸附的
吸附热接近于化学反应的反应热,比物理吸附大得多,一 般都在40 kJ/mol~400kJ/mol的范围,典型值200kJ/mol。 选择性比较强--固体表面的活性位只吸附与之可发生反应 的气体分子,如酸位吸附碱性分子,反之亦然。
9
2018/10/9
很小),吸附和解吸的速度都很快,易达平衡。 吸附剂的比表面积和细孔分布影响大。 总之:物理吸附仅仅是一种物理作用,没有电子转移,没 有化学键的生成与破坏,也没有原子重排等。
8 2018/10/9 吸附材料及应用
(3)化学吸附
1.1 吸附及吸附平衡
作用力是化学键力--化学吸附( chemical adsorption, chemisorption )被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学 作用,在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排 或化学键的破坏与生成等现象。
15 2018/10/9 吸附材料及应用
①吸附等温线类型
1.2 吸附热力学
Brunauer、L.Demng、W.Demng和Teller根据大量气体吸附等温线的实 验结果,将单一组分气体物理吸附等温线分为五中基本类型(如下图), 这种分类法已被公认BDDT分类,后来, Sing又增加了一个阶梯型等温 线,如右图中的Ⅵ。
周围介质中其它的物质粒子
受力不均匀
固体表面上的原子或 分子,不可移动。 不平衡力场得到某种程度的补偿
5
2018/10/9
吸附材料及应用
(1)形成吸附原因
大多数固体比液体具有更高的表面能。 剩余表面能---溶质浓集
1.1 吸附及吸附平衡
一定T、p,被吸附的量随吸附面积的增加而加大。比表面很大的 物质,如粉末状或多孔性物质,往往有良好的吸附性能。
① 吸附等温线类型
Ⅳ型——多孔吸附剂发生多分子层
吸附时会有这种等温线。表面具有中 孔和大孔。 在相对压力较低时,吸附剂表面形成 易于移动的单分子层吸附,吸附等温 线向上凸起; 在相对压力较高(约0.4)时,吸附质 发生毛细凝聚现象,等温线迅速上升。
对于一定的吸附剂与吸附质的体系,达到吸附平衡时,吸 附量是温度和吸附质压力的函数,即:
q f (T , p)
通常固定一个变量,求出另外两个变量之间的关系, 例如: (a) T =常数,q = f (p),吸附等温线。 (b) P =常数,q = f (T),吸附等压线。 (c) q =常数,p = f (T),吸附等量线。
例:298.15K,H2O(g)在氧化铝上吸附焓Hm=-45kJ/mo1,水蒸气冷
凝焓Hm =-44kJ/mo1。多数气体物理吸附焓-Hm<25kJ/mo1,不
足以导致化学键断裂。
没有选择性—任何固体可以吸附任何气体,一般易液化的
气体易被吸附,但吸附量会有所不同。
易解吸(脱附)—吸附作用力较弱,解吸(脱附)较易于进行。
1.1 吸附及吸附平衡
达到吸附平衡时吸附剂对吸附质的吸附量称为平衡吸附量。
平衡吸附量的大小与吸附剂的物化性能——比表面积、孔 结构、粒度、化学成分等有关,也与吸附质的物化性能、压 力(或浓度)、吸附温度等因素有关。 吸附量( amount adsorbed, guantily of substance adsorbed) 单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。q(m3/g) 体积要换算成标准状况(STP--0℃,1atm)! 单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。q(mol/g或g/g)
18 2018/10/9
A
P/P0
Ⅰ-B 吸附等温线
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅱ型——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。 在相对压力约0.3时,等温线向上凸, 第一层吸附大致完成。可由多层吸附的 BET公式来解释,且第一层吸附热比吸 附质的凝聚热大。
吸着(sorption)-当吸附与吸收同时进行时称为吸着。
3
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
(1)形成吸附原因
固体表面是不均匀的,即使从宏观上看 似乎很光滑,但从原子水平上看是凹凸不 平的。
固体表面上的原子或分子与液体一样,受 力也是不均匀的,而且不像液体表面分子 可以移动。通常它们是定位的。 由于固体表面原子受力 不对称和表面结构不均 匀性,它可以吸附气体 或液体分子,使表面自 由能下降。而且不同的 部位吸附和催化的活性 不同。
吸附材料及应用
(3)化学吸附
1.1 吸附及吸附平衡
化学吸附吸附很稳定,一旦吸附,就不易解吸。 吸附需要活化能,吸附与解吸的速率都较小,不易达吸附 平衡。温度升高,吸附和解吸速率加快。较高温度,才能发 生明显的化学吸附. 吸附是单分子层的。化学吸附容量的大小,随被吸附分子 和吸附剂表面原子间形成吸附化学键力大小的不同而有差异。 表面化学性质和被吸附分子化学性质影响大! 总之:化学吸附相当于吸附剂表面分子与吸附质分子发生 了化学反应,在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸 收谱带。
第一章 吸附及吸附过程
1.1 吸附及吸附平衡
吸附作用,物理吸附,化学吸附,吸附势能曲线,吸附平衡,平衡 吸附量。
1.2 吸附热力学
气体吸附等温线、吸附等(温)压线、等量线,吸附等温方程,吸 附热及其测定。
1.3 吸附动力学及动态学
吸附速率,吸附传质过程、吸附动力学方程,流出曲线及其测定,
吸附传质区、吸附前沿。
16
2018/10/9
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅰ型 — ①I-A型
1.2 吸附热力学
从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分布以及吸附剂与吸 附质之间的相互作用等有关信息。
1.2 吸附热力学
q
Ⅱ
0
P/P
0
随着相对压力的增加,开始形成第二层,在相对压相对接近1时,吸附 层数无限大,发生毛细管和孔凝聚现象,吸附量急剧增加,又因为孔径范 围较大,大于5nm ,所以不呈现饱和吸附状态。
非多孔性固体表面发生多分子层吸附属这种类型,如非多孔性金属氧化 物粒子吸附氮气或水蒸气。此外,发生亲液性表面相互作用时也常见这种 类型。
7 2018/10/9 吸附材料及应用
(2)物理吸附
1.1 吸附及吸附平衡
单层或多层分子吸附--吸附质在吸附剂表面形成单层或多 层分子吸附时,其吸附热比较低。吸附质分子和吸附剂 表面分子之间的吸附机理,与气体的液化和蒸汽的冷凝 时的机理类似。
物理吸附过程是可逆的,几乎不需要活化能(即使需要也
用吸附等温线(Adsorption isotherm)表示。 吸附剂的表面是不均匀的,被吸附的分子和吸附剂表面分 子之间,被吸附的各分子之间的作用力各不相等,吸附等温 线的形状也不相同。
14 2018/10/9 吸附材料及应用
1)气体吸附等温线
1.2 吸附热力学
研究吸附等温线可以得到吸附剂、吸附质的性质以及它们之 间相互作用的信息。 吸附等温线是各类吸附曲线中最重要的,各种吸附理论往往 是以其能否给出定量描述一种或几种类型吸附等温线来评价。
13
2018/10/9
吸附材料及应用
1.2 吸附热力学 (1)吸附等温线
吸附热力学主要研究吸附过程所能达到的程度问题, 通过对吸附剂上吸附质在各种条件下吸附量的研究,得 到各种热力学数据。 取温度恒定,单位重量吸附剂的吸附量q和气相中组分的
分压P(单位容积液相中溶质的浓度分子数C)的平衡关系,
10 2018/10/9 吸附材料及应用
物理吸附和化学吸附的比较
物理吸附
吸附力 吸附热 选择性 稳定性 分子层 吸附速率
1.1 吸附及吸附平衡
化学吸附
范德华力 化学键力 较小(~液化热) 较大 无选择性 有选择性 不稳定,易解吸 稳定 单分子层或多分子层 单分子层 较快 较慢 受温度影响小 受温度影响大 受吸附剂的比表面积 受表面化学性质和 和细孔分布影响大 化学性质影响大!
6
2018/10/9
吸附材料及应用
(2)物理吸附
1.1 吸附及吸附平衡
分子间力—物理吸附(physical adsorption,physisorption) 是吸附剂和吸附质之间通过分子间力(范德华力、氢键作用 力)相互吸引,形成的吸附现象。 吸附(放)热较小—为气体冷凝焓数量级,约42kJ/mol或更少。
成分产生了积蓄(浓缩)。这种现象称为吸附。
2
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
吸附、脱附、吸收、吸着
吸附剂(adsorbent)-具有吸附能力的物质。如:活性炭。
吸附质(adsorbate)-被吸附的物质。如:溴。
脱附(desorption) -已被吸附的原子或分子,返回到液相或气 相,称之为解吸或脱附。 吸收(absorption)-原于或分子从一个相主体均匀地进入另一 个相的内部(扩散),称为吸收。它与吸附是不同的。
1
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
吸附、脱附、吸收、吸着
吸附(adsorption)一种物质的分子、原子或离子能自
动地附着在某固体表面上的现象。或:在任意两相间的
界面层,某物质的浓度能自动地发生变化的现象,皆称 为吸附。 吸附(adsorption) - 当两相组成一个体系时,其组成在两 相界面(Interface)与相内部是不同的,处在两相界面处的
4 2018/10/9 吸附材料及应用
(1)形成吸附原因
面吉布斯函数的产生。
1.1 吸附及吸附平衡
固体表面层物质受到指向内部的拉力,这种不平衡力场的存在导致表 固体不能通过收缩表面降低表面吉布斯自由能,但它可利用表面的剩 余力,从周围介质捕获其它的物质粒子,使其不平衡力场得到某种程 度的补偿,致使表面吉布斯函数的降低。
q
A
Ⅰ-A 吸附等温线
17 2018/10/9 吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅰ型 — ②I-B型
1.2 吸附热力学
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。 在低压区,吸附曲线就迅速上升,发生微孔内吸附,在平坦区发生外表面 吸附。微孔吸附势很大。 在接近饱和蒸气压时,由于微粒子之间存在缝隙,在大孔中发生吸附,等 温线又迅速上升(虚线)。 B q 活性炭和沸石常呈现这种类型。 例如: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。 此外,在吸附温度超过吸附质的临界温度时, 由于不发生毛细管凝聚和多分子层吸附,即使 是不含微孔的固体也能得到I型等温线.
11
2018/10/9
吸附材料及应用
(4)吸附平衡
1.1 吸附及吸附平衡
随着吸附质在吸附剂表面数量的增加.解吸速度逐渐加 快,当吸附速度和解吸速度相当,即在宏观上当吸附量不 再继续增加时,就达到了吸附平衡。
S+G
adsorption
desorption
SG
12
2018/10/9
吸附材料及应用
(5)平衡吸附量
—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。 当吸附剂仅有2—3 nm以下的微孔时,虽 然发生了多层吸附和毛细凝聚现象,而一 旦将所有的孔填满后,吸附量便不再随比 压而增加,呈现出饱和吸附。相当于在吸 附剂表面上只形成单分子层。
P/P0
19 2018/10/9 吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅲ型——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
1.2 吸附热力学
q
Ⅲ
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。
0
P/P
0
在憎液性表面发生多分子层吸附的吸附等温线属于Ⅲ型。 例如:水蒸气在石墨表面上吸附或在进行过憎水处理的非多孔性金属氧
化物上的吸附。
20
2018/10/9
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
1.2 吸附热力学
Ⅲ型和Ⅱ型对比 q
Ⅱ
q
Ⅲ
0
P/P
0
0
P/P
0
Ⅲ型和Ⅱ型的区别在于前半段呈向下凹的形状,这是由于第一层吸附热 比吸附质的凝聚热要小。 Ⅲ型和Ⅱ型都是孔径大于5 nm的多孔固体。
21 2018/10/9 吸附材料及应用
吸附热较大 --化学吸附类似于表面化学反应,化学吸附的
吸附热接近于化学反应的反应热,比物理吸附大得多,一 般都在40 kJ/mol~400kJ/mol的范围,典型值200kJ/mol。 选择性比较强--固体表面的活性位只吸附与之可发生反应 的气体分子,如酸位吸附碱性分子,反之亦然。
9
2018/10/9
很小),吸附和解吸的速度都很快,易达平衡。 吸附剂的比表面积和细孔分布影响大。 总之:物理吸附仅仅是一种物理作用,没有电子转移,没 有化学键的生成与破坏,也没有原子重排等。
8 2018/10/9 吸附材料及应用
(3)化学吸附
1.1 吸附及吸附平衡
作用力是化学键力--化学吸附( chemical adsorption, chemisorption )被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学 作用,在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排 或化学键的破坏与生成等现象。
15 2018/10/9 吸附材料及应用
①吸附等温线类型
1.2 吸附热力学
Brunauer、L.Demng、W.Demng和Teller根据大量气体吸附等温线的实 验结果,将单一组分气体物理吸附等温线分为五中基本类型(如下图), 这种分类法已被公认BDDT分类,后来, Sing又增加了一个阶梯型等温 线,如右图中的Ⅵ。
周围介质中其它的物质粒子
受力不均匀
固体表面上的原子或 分子,不可移动。 不平衡力场得到某种程度的补偿
5
2018/10/9
吸附材料及应用
(1)形成吸附原因
大多数固体比液体具有更高的表面能。 剩余表面能---溶质浓集
1.1 吸附及吸附平衡
一定T、p,被吸附的量随吸附面积的增加而加大。比表面很大的 物质,如粉末状或多孔性物质,往往有良好的吸附性能。
① 吸附等温线类型
Ⅳ型——多孔吸附剂发生多分子层
吸附时会有这种等温线。表面具有中 孔和大孔。 在相对压力较低时,吸附剂表面形成 易于移动的单分子层吸附,吸附等温 线向上凸起; 在相对压力较高(约0.4)时,吸附质 发生毛细凝聚现象,等温线迅速上升。
对于一定的吸附剂与吸附质的体系,达到吸附平衡时,吸 附量是温度和吸附质压力的函数,即:
q f (T , p)
通常固定一个变量,求出另外两个变量之间的关系, 例如: (a) T =常数,q = f (p),吸附等温线。 (b) P =常数,q = f (T),吸附等压线。 (c) q =常数,p = f (T),吸附等量线。
例:298.15K,H2O(g)在氧化铝上吸附焓Hm=-45kJ/mo1,水蒸气冷
凝焓Hm =-44kJ/mo1。多数气体物理吸附焓-Hm<25kJ/mo1,不
足以导致化学键断裂。
没有选择性—任何固体可以吸附任何气体,一般易液化的
气体易被吸附,但吸附量会有所不同。
易解吸(脱附)—吸附作用力较弱,解吸(脱附)较易于进行。
1.1 吸附及吸附平衡
达到吸附平衡时吸附剂对吸附质的吸附量称为平衡吸附量。
平衡吸附量的大小与吸附剂的物化性能——比表面积、孔 结构、粒度、化学成分等有关,也与吸附质的物化性能、压 力(或浓度)、吸附温度等因素有关。 吸附量( amount adsorbed, guantily of substance adsorbed) 单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。q(m3/g) 体积要换算成标准状况(STP--0℃,1atm)! 单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。q(mol/g或g/g)
18 2018/10/9
A
P/P0
Ⅰ-B 吸附等温线
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅱ型——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。 在相对压力约0.3时,等温线向上凸, 第一层吸附大致完成。可由多层吸附的 BET公式来解释,且第一层吸附热比吸 附质的凝聚热大。
吸着(sorption)-当吸附与吸收同时进行时称为吸着。
3
2018/10/9
吸附材料及应用
1.1 吸附及吸附平衡
(1)形成吸附原因
固体表面是不均匀的,即使从宏观上看 似乎很光滑,但从原子水平上看是凹凸不 平的。
固体表面上的原子或分子与液体一样,受 力也是不均匀的,而且不像液体表面分子 可以移动。通常它们是定位的。 由于固体表面原子受力 不对称和表面结构不均 匀性,它可以吸附气体 或液体分子,使表面自 由能下降。而且不同的 部位吸附和催化的活性 不同。
吸附材料及应用
(3)化学吸附
1.1 吸附及吸附平衡
化学吸附吸附很稳定,一旦吸附,就不易解吸。 吸附需要活化能,吸附与解吸的速率都较小,不易达吸附 平衡。温度升高,吸附和解吸速率加快。较高温度,才能发 生明显的化学吸附. 吸附是单分子层的。化学吸附容量的大小,随被吸附分子 和吸附剂表面原子间形成吸附化学键力大小的不同而有差异。 表面化学性质和被吸附分子化学性质影响大! 总之:化学吸附相当于吸附剂表面分子与吸附质分子发生 了化学反应,在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸 收谱带。
第一章 吸附及吸附过程
1.1 吸附及吸附平衡
吸附作用,物理吸附,化学吸附,吸附势能曲线,吸附平衡,平衡 吸附量。
1.2 吸附热力学
气体吸附等温线、吸附等(温)压线、等量线,吸附等温方程,吸 附热及其测定。
1.3 吸附动力学及动态学
吸附速率,吸附传质过程、吸附动力学方程,流出曲线及其测定,
吸附传质区、吸附前沿。