氣體在固體表面的吸附-資料下載頁
2025-05-15 11:45本頁面
【正文】 吸附量基本上不再增加 。 ??? krr??????????0ln2ppRTVrrmk?2021/6/18 表面化學(xué) 55 ? ?以多孔固體作吸附劑時，吸附質(zhì)的吸附曲線與脫附曲線往往有一段不相重合，而且脫附線總在吸附線的左邊，這種現(xiàn)象稱為吸附滯后現(xiàn)象。 ?大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滯后圈的形狀有多種，且與多孔性吸附劑的孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，換句話說，由于毛細(xì)孔的形狀不同，可產(chǎn)生各種形狀的滯后圈。 2021/6/18 表面化學(xué) 56 2021/6/18 表面化學(xué) 57 ?多孔性吸附劑孔結(jié)構(gòu)大致可分三種情況。 ? (1)一端封閉的圓柱形或平行板形孔 ?在這種毛細(xì)孔中隨著相對壓力 (p/p0)增加，凝結(jié)過程所形成的彎曲面變化，和相對壓力減小時脫附過程所形成的彎曲面變化正好可逆，所以吸附等溫線與脫附等溫線重合，不產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。 2021/6/18 表面化學(xué) 58 ? (2)兩端開口的圓孔或平行板孔 ? 開始毛細(xì)凝結(jié)時是在孔壁上的環(huán)狀吸附膜液面上進(jìn)行的，此彎月面的一個主曲率半徑為 ∞，若吸附質(zhì)液體完全潤濕管壁，接觸角 θ=0。 ，吸附時 Kelvin公式可寫成 ? 而開始脫附時，毛細(xì)孔已被液態(tài)吸附質(zhì)所充滿，脫附是從毛細(xì)管口球形彎月液面開始，所以應(yīng)服從正常的 Kelvin公式，即 r R TVpp m ???0ln 吸r R TVpp m ?2ln0??脫2021/6/18 表面化學(xué) 59 ?由以上兩式得 ?因?yàn)?p脫 /p0或 p吸 /p0是小于 1的分?jǐn)?shù) ， 所以同樣大小的孔 ， p吸 p脫 ， 產(chǎn)生吸附與脫附不重合的滯后圈 。 也就是說 ， 若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與式 (732)相符 ， 則多孔固體的孔可視為兩端開口的均勻的圓柱形或平行板形的孔 。 200?????????pppp 脫吸2021/6/18 表面化學(xué) 60 ? (3)口小內(nèi)腔大的墨水瓶形狀的孔 ?如圖 716凝結(jié)是從瓶底開始 .當(dāng)吸附質(zhì)氣體的壓力達(dá)到瓶底半徑的平衡壓力時 ， 氣體在瓶腔內(nèi)凝結(jié) 。 壓力增大 ， 腔體逐漸被液體充滿 ， 直到孔口 。 脫附是從孔口即墨水瓶口開始的 ， 故只有在低壓時才能開始脫附 ，即 p吸 p脫 ， 因而形成滯后圈 。 2021/6/18 表面化學(xué) 61 ? 影響氣固界面吸附的因素有多種 。 ? ?氣體吸附一般是放熱過程，因此無論物理吸附還是化學(xué)吸附 (有例外 )，溫度升高時，吸附量是減少的。 ?在物理吸附中，要有明顯的吸附作用，一般溫度控制在氣體的沸點(diǎn)附近。 ?在化學(xué)吸附中，情況比較復(fù)雜。 ?溫度不僅影響吸附量，還能影響吸附類型。 2021/6/18 表面化學(xué) 62 ? ?無論是物理吸附還是化學(xué)吸附，增加吸附質(zhì)平衡分壓，吸附速率和吸附量都是增加的。 ?物理吸附類似于氣體的液化，故吸附隨壓力的改變會可逆地變化。 ?化學(xué)吸附實(shí)際上是一種表面化學(xué)反應(yīng)，吸附過程往往是不可逆的，即在一定壓力下吸附達(dá)平衡后，要使被吸附的分子脫附，單靠降低壓力是不行的，必須同時升溫。因此對吸附劑或催化劑進(jìn)行純化時，必須在真空條件下同時加熱來驅(qū)逐其表面上的被吸附的物質(zhì)。壓力對化學(xué)吸附的平衡幾乎無影響，即使在很低的壓力下化學(xué)吸附也會發(fā)生。 2021/6/18 表面化學(xué) 63 ? ?遵循相似相吸的規(guī)則，即極性吸附劑易于吸附極性吸附質(zhì)，非極性吸附劑易于吸附非極性吸附質(zhì)。 ?無論是極性還是非極性吸附劑，一般吸附質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，沸點(diǎn)越高，被吸附的能力越強(qiáng)。這是因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)越復(fù)雜，范德華引力越大；沸點(diǎn)越高，氣體越易凝結(jié)，這些都有利于吸附。 ?酸性吸附劑易吸附堿性吸附質(zhì)，反之堿性吸附劑易吸附酸性吸附劑。 2021/6/18 表面化學(xué) 64 ? ?多孔性吸附劑的孔隙大小不但影響吸附速率，還直接影響吸附量的大小。 ?例如 A型分子篩孔徑約為 ～ ， X型和 Y型分子篩孔徑為 ～ 1nm，苯分子的臨界大小為，故 X型和 Y型分子篩能吸附苯，而 A型則完全不能吸附苯。 ?又如硅膠是極性吸附劑，有很大的吸水能力，但若將硅膠進(jìn)行擴(kuò)孔，比表面積大大降低，從而對水蒸氣的吸附量也大大減小。
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