吸附作用與多相催化-文庫吧
2025-04-22 20:39 本頁面
【正文】 們熟悉的 Langmuir模型吸附，它假設(shè)的吸附條件是： ①吸附劑的表面是均勻的，各吸附位的能量相同； ②吸附粒子間的相互作用可以忽略； ③吸附是單層的，即吸附粒子與吸附位碰撞才有可能被吸附。 按照這個(gè)吸附模型，吸附能量與覆蓋度無關(guān)，所以吸附速率基本方程中的 σ， ， 等項(xiàng)可合并為常數(shù) ka(吸附速率常數(shù) )， 則 吸附速率方程可寫為： 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 8 mkT?2 RTEae /?)()(])2/[( / ???? pfkpfem k Tr aRTEa a ?? ?第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 脫附速率方程可寫為： Kd (脫附速率常數(shù) ) 這些是 Langmuir吸附和脫附速率方程的一般表達(dá)式 ， 也稱理想吸附層的吸附和脫附速率方程 ， 這些方程的形式會因表面覆蓋度函數(shù) f(θ) 和 f ’(θ) 具體形式的不同而不同 ， 舉例如下： 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 9 )()(][ 39。39。/Ed39。 ?? fkfekr dRTdd ?? －第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 ① 每個(gè)粒子 (分子 )只占一個(gè)吸附中心，如： A + * ? A* ( * 表示活性中心） 則 吸附速率方程為 ： 因 表面覆蓋度為 θ， 空表面覆蓋度為（ 1－ θ） 所以脫附速率方程為 ： 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 10 )1( ??? pkr aa?dd kr ?第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 11 ② 粒子 (分子 )在表面解離為兩個(gè)粒子，并各占一個(gè)吸附中心，如： A2 + 2* ? 2A* ( * 表示活性中心） 則 吸附速率方程為 ： 脫附速率方程為 ： 2)1( ??? pkraa2?dd kr ?第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 12 ③ 混合吸附（如 A、 B同時(shí) 吸附在同一種中心上） 則 吸附速率方程為 ： 脫附速率方程為 ： )1( BAAAaaA Pkr ?? ???)1( BABBaaB Pkr ?? ???AAdd kr ??ABBddB kr ??第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 （ 3）真實(shí)吸附模型的吸附和脫附速率方程 真實(shí)固體表面是不均勻的 ， 各吸附中心的能量也不相同 ， 吸附分子間的作用也不能忽略 ， 這時(shí)吸 （ 脫 ） 附熱與吸 （ 脫 ） 附活化能都與覆蓋度有關(guān) ， 吸附和脫附速率方程與理想方程也有一定的區(qū)別 ， 常用如下二種方程表示： ① Elovich 方程： 該方程用于描述慢化學(xué)吸附過程。若吸附能量隨覆蓋度呈線性變換，吸附活化能增加，脫附活化能下降，即 從理論上可推導(dǎo)出 吸附和脫附速率方程分別為： 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 13 ???? oaa EE ???? odd EERTaa pekr /???? RTdd ekr /???第二節(jié) 吸附和脫附速率方程 ② Freundlich 方程： 該方程用于描述寬壓力范圍的吸附過程。若吸附能量隨覆蓋度呈對數(shù)變換，即 從理論上可推導(dǎo)出 吸附和脫附速率方程分別為： 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 14 ?? ln?? oaa EE ?? ln?? odd EERTaa pkr /?? ?? RTdd kr /???第三節(jié) 吸附平衡 （ 三 ） 吸附平衡 當(dāng)吸附速率與脫附速率相等時(shí) ， 催化劑表面上吸附的氣體量維持不變 ， 這種狀態(tài)即為吸附平衡 。 吸附平衡與壓力 、 溫度 、 吸附劑的性質(zhì) 、 吸附質(zhì)的性質(zhì)等因素有關(guān) 。 通常物理吸附很快就能達(dá)到平衡 ， 而化學(xué)吸附則很慢 ， 這與化學(xué)吸附往往需要活化能有關(guān) 。 吸附平衡有三種表示方式：等溫吸附平衡 、 等壓吸附平衡和等量吸附平衡 。 等壓吸附平衡是研究壓力恒定時(shí)吸附量如何隨溫度變化的 ， 所得的關(guān)系曲線稱為等壓線 。 等量吸附平衡是研究容積恒定時(shí)吸附壓力與溫度的關(guān)系 ， 相應(yīng)的關(guān)系曲線稱為等量線 。 這兩種吸附平衡方式相對利用較少 ， 最常用的是等溫吸附平衡 ， 下面主要介紹吸附等溫線和等溫方程 。 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 15 第三節(jié) 吸附平衡 化工資源有效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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