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，吸附量很低，只有在壓力高時才容易吸附，相應于 多層吸附， 它的特點是 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 毛細管冷凝現(xiàn)象 ，在 達到飽和蒸汽壓之前 顯示出 很大的吸附 程度。 ?可以認為是由于產(chǎn)生 毛細管凝結 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年設計了“表面天平”，用它可以測出液面上的不溶物表層的表面積，并由此計算出這些物質的截面積，建立了表面分子定向說，并論述了單分子表面膜和有關固體表面吸附性質和行為的理論。 在原子結構方面，發(fā)展了電子價鍵的近代理論。還研究液面上的表面膜，測定分子在膜內(nèi)的面積，建立了表面分子定向說。 首次實現(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 時簡化為 亨利定律 ，符合熱力學一致性要求，公認為 定性 或 半定量 研究變壓吸附 的基礎 。 朗格繆爾的研究認為固體表面的原子或分子存在向外的剩余價力 ，它可以捕捉氣體分子。這種剩余價力的作用范圍與分子直徑相當，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 吸附劑表面性質均一，每一個具有剩余價力的表面分子或原子吸附一個氣體分子； ② 氣體分子在固體表面為單層吸附； ③ 吸附是動態(tài)的，被吸附分子受熱運動影響可以重新回到氣相； ④ 吸附過程類似于氣體的 凝結過程 ，脫附類似于液體的 蒸發(fā)過程 。達到 吸附平衡 時，吸附速度等于脫附速度； ⑤ 氣體分子在固體表面的凝結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 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 ，關系很復雜。 ? Freundlich方程是描述平衡的最早的 經(jīng)驗 關系式 之一，其表達式： 氣體吸附平衡 1/1/1nnsq Kpq Kp???Langmuir和 Freundlich方程結合起來，稱為 Langmuir— Freundlich方程 ： ?該式 純屬經(jīng)驗 關系。 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。哪個方程擬合更好些？
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