吸附等溫線的類型及其理論分析修改-文庫吧
2025-01-03 17:32 本頁面
【正文】 Langmuir方程相同的假設(shè) ?第一層的吸附熱是常數(shù)，第二層以后各層的吸附熱都相等并等同于凝聚熱 ?吸附是無限層 θ0 θ1 θ2 θ3 01 ii?????0miin n i???? ? (6) 氣體分子在第零層上吸附形成第一層的速度等于第一層脫附形成第零層的速度： 39。 11 0 1 1 e x p Ea p a RT?? ???? ???? (7) 39。 22 1 2 2 e x p Ea p a RT?? ???? ????39。1 e x p ii i i i Ea p a RT??? ???? ???? (8) ┆ 為了簡化方程， BET引進兩個假設(shè)： 假設(shè) 1： 23 ilE E E E? ? ? ?假設(shè) 2： 39。39。39。3223iiaaa ga a a? ? ? ?3. 方程的推導 111iimiiC ixnnCx????????(9) 其中， exp lEpxg R T??? ???? 11 39。1 e x p lEEagC a R T???? ????， 對 (9)式進行數(shù)學處理，即得 (1 ) (1 )mn C xn x x C x? ? ? ?(10) 0exp1 expllEpxg RTpEg RT? ?????? ???? ??? ? ??? ???0px p?0011()mmp C pn p p n C n C p?? ? ??如果以 ～ 作圖，即可求得 ，如果已知吸附分子的大小，即可求出比表面積。 0()pn p p? 0ppmn?BET方程 BET方程的線形形式 (11) ? C1時，即 E1El， Ⅱ 型等溫線 ? C較小時，即 E1El， Ⅲ 型等溫線 ? 研究表明 (Jones， 1951)： C＝ 2是臨界點 BET方程計算比表面積 BET方程的線性形式 0011() mmp C pn p p n C n C p?? ? ??p/p0在 BET標繪中實驗數(shù)據(jù)點的選擇。 5. BET方程對 Ⅱ 型和 Ⅲ 型等溫線的解釋 臨界溫度以下氣體分子在開放的固體表面發(fā)生吸附時，往往呈 Ⅱ 型和 Ⅲ 型等溫線，其中 Ⅱ 型等溫線比較常見。 Ⅱ 型和 Ⅲ 型等溫線在形狀上有所不同，區(qū)別在于 C值的不同。當 C值由大變小，等溫線就逐漸由 Ⅱ 型過渡到 Ⅲ 型。 ?當 C》 1時，即 E1》 EL時 ，也就是固體表面對被吸附分子的作用力大于被吸附分子之間的作用力，即第一層吸附比以后各層的吸附強烈很多，這時候，第一層接近飽和以后第二層才開始，于是，等溫線在 較低區(qū)出現(xiàn)一個比較明顯的拐點（ B點）。然后，隨著 的增加，開始發(fā)生多分子層吸附，隨著吸附層數(shù)的增加，吸附量逐漸增加，直到吸附的壓力達到氣體的飽和蒸汽壓，發(fā)生液化，這時，吸附量在壓力不變的情況下垂直上升。這就是 Ⅱ 型等溫線。 np / p 0B00pp0pp?當 C較小時，即 EL》 El時，也就是固體表面與被吸附分子之間的作用力比較弱，而被吸附的分子之間作用力比較強，這時通常得到的是 Ⅲ 型等溫線。第 Ⅲ 類等溫線不是很常見，最具代表性的是水蒸汽在炭黑表面的吸附，因為水分子之間能夠形成很強的氫鍵，表面一旦吸附了部分水分子，第二層、的三層等就很容易形成。與 Ⅱ 型等溫線不同的是：由于被吸附分子之間很強的作用力，往往單分子層吸附還沒有完成，多分子層吸附以及開始。 np / p00?研究表明 (Jones， 1951)： C＝ 2是臨界點。 6. BET方程的局限性 ?關(guān)于表面均一性的假設(shè)。 ?與 Langmuir方程相同， BET模型也認為吸附是定位的，這與第二層以后是液體的假設(shè)相矛盾。 ?認為同層中的被吸附分子只受固體表面或下面已經(jīng)被吸附的分子的吸引，同層中的相鄰分子之間沒有作用力，也是不真實的 7. BET方程的一些改進 BET模型能夠較好的解釋 開放表面的吸附現(xiàn)象 ，但是如果吸附劑是多孔的，吸附空間就是有限的，吸附的層數(shù)受到孔尺寸的限制，因此，推導過程中，吸附層的上限只能為 N，對于 N層吸附的 BET方程為： 111 ( 1 )1 1 ( 1 ) NNNmn C x N x N xn x C x C x ??? ? ?? ? ? ? ? 盡管 N層 BET方程考慮了吸附空間對吸附層的限制，但在解釋 Ⅳ 和 Ⅴ 型等溫線時還是遇到了困難。為了使 BET方程能夠?qū)?Ⅳ 和 Ⅴ 型等溫線作出合理解釋， Brunauer等以平行板孔為例，考慮了對立的孔壁上吸附層最終閉合時的情況 . ，他們認為此時吸附層的厚度不是 2N，而是 2N1，由于最后一層吸附分子同時受到兩面孔壁的吸引力，其吸附熱應(yīng)大于液化熱，對（ 8）式進行修改。盡管考慮了吸附層的有限性和最后一層吸附吸附熱的改變，但是由于沒有涉及毛細凝聚現(xiàn)象，都不能很好的解釋 Ⅳ 和 Ⅴ 型等溫線。 三 .毛細孔凝聚理論 ?Kelvin方程 液體在毛細管內(nèi)會形成彎曲液面，彎曲液面的附加壓力可以
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1