8.5固體表面8.5.1物理吸附與化學(xué)吸附8.5.2吸附量與等溫吸附線8.5.3單分子層吸附理論—蘭格謬爾吸附等溫式NiNiNiNiNiNi金屬吸附劑化學(xué)吸附HHH一定條件下，物質(zhì)的分子、原子或離子自動地附著在固體表面上的現(xiàn)象。

或表面層濃度與相內(nèi)濃度不同的現(xiàn)象。吸附劑(或基質(zhì))：具有吸附能力的物質(zhì)吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)，如氣體或液體吸附現(xiàn)象

(簡稱吸附，adsoption)如硅膠、分子篩或其他多孔性物質(zhì)吸附層吸附劑吸附質(zhì)8.5.1物理吸附與化學(xué)吸附物理吸附:

范德華力或分子間力NiNiNiNiNiNi金屬吸附劑物理吸附HHHHHHNiNiNiNiNiNi金屬吸附劑化學(xué)吸附HHH化學(xué)吸附：形成化學(xué)鍵2.物理吸附與化學(xué)吸附的比較吸附類型

本質(zhì)作用力選擇性吸附層吸附熱吸附活化能吸附速率脫附速率吸附平衡發(fā)生的溫度化學(xué)吸附

化學(xué)鍵有單分子層大40~400kJ·mol-1慢慢不易達(dá)到較高物理吸附范德華力無單分子層、多層小<25kJ·mol-1快快易達(dá)到較低3.常用吸附劑吸附劑性能應(yīng)用活性炭吸附有害物質(zhì)凈水劑,防毒面器吸附水防水、干燥劑選擇吸附選擇催化硅膠沸石，分子篩

常用固體吸附劑：

比表面大的多孔物質(zhì)多為物理吸附，易再生硅膠分子篩1.平衡吸附量(簡稱吸附量)

：G

=x/m

或Va

=V/mm-吸附劑的質(zhì)量V-被吸附的氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積氣體吸附量:Γ=Γ

(T,p)研究關(guān)系:(1)吸附等溫線:T恒定,

Γ=Γ(p)(2)吸附等壓線:p=恒定,Γ=Γ(T)(3)吸附等量線:G=恒定,p=p(T)8.5.2吸附量與吸附等溫線x-吸附質(zhì)物質(zhì)的量NH3在炭粒上的吸附等溫線由圖得：(1)恒p,T↗,Va

↘(2)恒T,p↗,Va↗(3)恒T,p→∞,2.吸附等溫線Va/(dm3·kg-1)p/(100kPa)IIIIII0.00.20.40.60.81.0050100150151.5℃30℃-23.5℃V∞a飽和吸附量G∞或V∞

:a(1)單分子層吸附固體表面力場作用范圍約為分子直徑大小，進(jìn)入此力場內(nèi)的分子可能被吸附。(2)固體表面是均勻的固體表面各晶格位置的吸附能力相同，每個位置只吸附一個分子。(3)被吸附的分子相互之間無作用力各晶格上的分子吸附與解吸難易相同，與周圍分子無關(guān)。(4)吸附平衡是動態(tài)平衡8.5.3單分子層吸附理論—蘭格繆爾吸附等溫式吸附平衡等溫式推導(dǎo)AA表示氣體，

M表示固體表面，則吸附平衡過程：

定義覆蓋率q:任一瞬間固體表面被覆蓋的分?jǐn)?shù)(1-q

)

：代表固體表面上空白面積的分?jǐn)?shù)固體AAAAAAA吸附動態(tài)模型A(g)+M(表面)AM(吸附)k1k-1蘭格繆爾吸附等溫式設(shè)N為固體表面上總的晶格位置數(shù)，據(jù)質(zhì)量作用定律吸附速率=k1p

(1-q)

N解吸速率=k-1Nq

吸附平衡時：吸附速率=解吸速率整理得：

b=k1

/k-1:吸附平衡常數(shù)或吸附系數(shù)即A(g)+M(表面)AM(吸附)k1k-1k1p

N(1-q)

=k-1N

q蘭格繆爾吸附等溫式覆蓋率θ與平衡吸附量Γ關(guān)系：θ=Γ

/?！尢m格繆爾吸附等溫式：或ΓpΓ與p關(guān)系O蘭格繆爾吸附等溫式的應(yīng)用(1)單分子層吸附(2)G隨p而變i.弱吸附時，bp<<1，則

G=bG

∞pii.強吸附時，bp>>1，則

G=G

∞

,吸附達(dá)到飽和iii.p或b適中時，

G與p呈曲線關(guān)系

ΓpΓ與p關(guān)系iiiiiiO(3)計算飽和吸附量G∞Γ-1p-1G-1與p-1關(guān)系作G-1-p-1為直線：斜率=1/bG∞截距=1/G∞得：G∞=1/截距將蘭格謬爾吸附等溫式改寫：O(4)

計算比表面若G∞單位為:m3(標(biāo)準(zhǔn)體積)/g(吸附劑),比表面為若G∞單位為:mol/克(吸附劑),比表面為

as=G∞LA

L:

阿伏加德羅常數(shù)A:

被吸附分子的橫截面積，計算式：A=