表面工程技術(shù)-2材料表界面物理基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-08-15 17:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 合沒(méi)有選擇性 ， 可以在任意的固 氣體系中發(fā)生 。 化學(xué)吸附 ? 化學(xué)吸附時(shí) , 吸附劑和吸附質(zhì)的原子或分子間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移 , 因此化學(xué)吸附的作用力主要是 靜電庫(kù)侖力 。 ? 按吸附過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移的程度，化學(xué)吸附還可分為 離子吸附 和 化學(xué)鍵吸附 。 化學(xué)吸附的特點(diǎn) ? 化學(xué)吸附通常需要激活能 ， 因此化學(xué)吸附往往發(fā)生在高溫 ， 吸附速度較慢 ， 并且很難解吸 。 ? 化學(xué)吸附有明顯的選擇性 ， 只在特定的固 氣體系中發(fā)生 。 ? 由于化學(xué)吸附的本質(zhì)是發(fā)生電子轉(zhuǎn)移后形成的離子鍵合或者化學(xué)鍵合 ， 因此化學(xué)吸附只能是單層吸附 。 物理吸附于化學(xué)吸附的關(guān)系 ? 物理吸附和化學(xué)吸附在一定條件下將發(fā)生轉(zhuǎn)換， 比如 Cu的解理面對(duì)氫分子 (H2)產(chǎn)生物理吸附后 ， 如果通過(guò)加熱等方式提供足夠的能量使氫分子分解為氫原子 ，即可使物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附 。 這一外部提供的能量 ， 稱為激活能EA Langmuir等溫吸附理論 ? 基本觀點(diǎn)： （ 1）固體表面存在一定數(shù)量的 活化 位置，當(dāng)氣體分子碰撞到固體表面時(shí)，就有一部分氣體被吸附在活化位置上，并放出吸附熱； （ 2）已吸附在 固體表面上 的氣體分子又可重新回到氣相，即存在 凝集 與 逃逸 （吸附與解吸）的平衡，是一個(gè) 動(dòng)態(tài)平衡 的過(guò)程。 ? 基本假設(shè)： （ 1）吸附是單分子層的。 （ 2）固體表面是均勻的，被吸附分子間沒(méi)有相互作用力。 Langmuir吸附公式： b為吸附系數(shù) （ 1） 低壓或吸附很弱時(shí)， bp《 1,則θ=bp,即 θ與 p成直線關(guān)系，符合Herry定律； （ 2） 高壓或吸附很強(qiáng)時(shí)， bp》 1,則 θ≈1，即 θ與 p無(wú)關(guān)； （ 3） 當(dāng)壓力適中， θ用 上 式表示。（或 θ∝ Pm, 0m1） BET多分子層吸附理論 由 BrunauerEmmettTeller三人提出的多分子層吸附公式簡(jiǎn)稱BET公式 。 基本觀點(diǎn)： （ 1） 他們接受了 Langmuir理論中關(guān)于固體表面是均勻的 ， 吸 附作用是吸附和解吸的平衡等觀點(diǎn) 。 （ 2） 吸附是多分子層的 。 各相鄰吸附層之間存在著動(dòng)態(tài)平衡 。 （ 3） 第一層吸附是固體表面與氣體分子之間的相互作用 ， 其吸附熱為 q1。 第二層以上的吸附都是吸附質(zhì)分子之間的相互作用 ， 吸附熱接近被吸附分子的凝聚熱 qL。 BET多分子層吸附理論 S0：裸露的固體表面積； S1：吸附了單分子層的表面積； S2：吸附了雙分子層的面積； 表界面擴(kuò)散 ? 表面原子也和體內(nèi)原子 、 分子一樣 ， 在平衡位置 (二維點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn) )附近作 熱振動(dòng) ， 有些原子甚至脫離其平衡位置 ， 躍遷 到附近的間隙位置或新的平衡位置 。 躍遷的結(jié)果 , 形成了 空位 和 間隙原子 。 這種 原子遷移的微觀過(guò)程以及由此引起的宏觀現(xiàn)象 ， 稱為表面擴(kuò)散 。 表
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