環(huán)境功能材料2吸附與吸附材料(編輯修改稿)
2025-06-15 08:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 吸附 ； ?能形成 多分子層吸附 ， ?吸附氣體的溫度 低于 其臨界溫度 ， 吸附 壓力較低，但接近于飽和蒸汽壓。 多 分子層吸附 單 分子層吸附 氣體吸附平衡 Ⅲ 類 — 吸附等溫線 ?壓力低時(shí)，吸附量很低，只有在壓力高時(shí)才容易吸附，相應(yīng)于 多層吸附， 它的特點(diǎn)是 吸附熱與 被吸附組分的 液化熱 大致相等 。 ?第一吸附層 的吸附熱 小于 后繼吸附層 的 吸附熱 ； ? Ⅲ 類比較少見。 多 分子層吸附 氣體吸附平衡 Ⅳ 類 — 吸附等溫線 解吸 吸附 ? Brunauer提出， 微孔 尺寸可限制吸附的 層數(shù) ，并且由于發(fā)生 毛細(xì)管冷凝現(xiàn)象 ，在 達(dá)到飽和蒸汽壓之前 顯示出 很大的吸附 程度。 ?可以認(rèn)為是由于產(chǎn)生 毛細(xì)管凝結(jié) 現(xiàn)象所致。 氣體吸附平衡 Langmuir蘭茂爾吸附等溫式 首先發(fā)現(xiàn)氫氣吸收大量熱后離解為原子的現(xiàn)象，后被應(yīng)用于原子氫焊接法。 在表面吸附方面，提出單分子吸附層的理論和著名的等溫式（即蘭茂爾吸附公式）。 1917年設(shè)計(jì)了“表面天平”，用它可以測(cè)出液面上的不溶物表層的表面積，并由此計(jì)算出這些物質(zhì)的截面積，建立了表面分子定向說，并論述了單分子表面膜和有關(guān)固體表面吸附性質(zhì)和行為的理論。 在原子結(jié)構(gòu)方面，發(fā)展了電子價(jià)鍵的近代理論。還研究液面上的表面膜，測(cè)定分子在膜內(nèi)的面積，建立了表面分子定向說。 首次實(shí)現(xiàn)了人工降雨。 氣體吸附平衡 朗格謬爾方程 (Langmuir) 單分子層 吸附理論， 均勻表面 ，被吸附溶質(zhì)分子之間 沒有相互作用力 。 1mKpqqKp??q－ 吸附量 qm－ 飽和吸附量 p－ 壓力 K － 方程 參數(shù) ? 該模型在 低濃度 時(shí)簡(jiǎn)化為 亨利定律 ，符合熱力學(xué)一致性要求，公認(rèn)為 定性 或 半定量 研究變壓吸附 的基礎(chǔ) 。 朗格繆爾的研究認(rèn)為固體表面的原子或分子存在向外的剩余價(jià)力 ，它可以捕捉氣體分子。這種剩余價(jià)力的作用范圍與分子直徑相當(dāng)，因此吸附劑表面只能發(fā)生 單分子層吸附 。 所以，假定條件為： ① 吸附劑表面性質(zhì)均一，每一個(gè)具有剩余價(jià)力的表面分子或原子吸附一個(gè)氣體分子； ② 氣體分子在固體表面為單層吸附； ③ 吸附是動(dòng)態(tài)的，被吸附分子受熱運(yùn)動(dòng)影響可以重新回到氣相； ④ 吸附過程類似于氣體的 凝結(jié)過程 ，脫附類似于液體的 蒸發(fā)過程 。達(dá)到 吸附平衡 時(shí)，吸附速度等于脫附速度； ⑤ 氣體分子在固體表面的凝結(jié)速度正比于該組分的氣相 分壓 ； ⑥ 吸附在固體表面的氣體分子之間無作用力。 氣體吸附平衡 Freundlich吸附等溫方程 1/ nq K p?? n值越大 ，等溫線與線性偏離大，變成非線性等溫線。 ? 當(dāng) n＞ 10，變成矩形，是不可逆吸附。 ? 參數(shù) K和 n依賴于 平衡溫度 ，關(guān)系很復(fù)雜。 ? Freundlich方程是描述平衡的最早的 經(jīng)驗(yàn) 關(guān)系式 之一，其表達(dá)式： 氣體吸附平衡 1/1/1nnsq Kpq Kp???Langmuir和 Freundlich方程結(jié)合起來，稱為 Langmuir— Freundlich方程 ： ?該式 純屬經(jīng)驗(yàn) 關(guān)系。 Langnluir— Freundlich方程 氣體吸附平衡 1/ nq Kp?例 71 純甲烷氣體在活性炭上的吸附平衡數(shù)據(jù)如下 ： q /[cm3(STP)CH4 /g活性炭 ] 113 121 125 126 126 P=PCH4 /kPa 吸附溫度 296 K，擬合 方程 為：（ a） Freundlich 方程； （ b） Langmuir 方程。哪個(gè)方程擬合更好些？
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