服務熱線 010-82176550-852

產品搜索

聯系我們

  • 公司名稱:貝士德儀器科技(北京)有限公司
  • 電話:010-82176550-852
  • 傳真:010-82176110
  • 聯系人:季丹紅
  • 手機:15910608025

技術文章詳細

吸附等溫線和吸附理論

閱讀次數:379  發布時間:2018/9/6 14:31:53
 吸附等溫線和吸附理論

一、吸附等溫線

對于給定的固體-氣體體系,在溫度一定時,可以認為吸附作用勢一定,這時候,吸附量是壓力的函數,這個關系叫做吸附等溫線。

氣體在固體表面的吸附狀態多種多樣,目前,把等溫線分為六類,實際的各種吸附等溫線大多是這六類等溫線的不同組合。設固體表面與*層(單分子層)吸附分子的吸附作用能為E1,第n層與第n+1層的作用能為En

1)I型等溫線

I-A型(E1>>En

由于單分子層的吸附作用力很大,表面吸附位的反應活性高,屬電子轉移型吸附互相作用,這時候的吸附大多數不可逆,我們認為是化學吸附。在金屬與氧氣、金屬與一氧化碳、金屬與氫氣的表面反應體系中常見,這種等溫線是由Langmuir研究,所以也叫做Langmuir型。等溫線如下圖所示。

 

I-B型

活性炭和沸石常呈現這種類型,這些固體具有微孔,外表面積比孔內表面積小很多。在相對壓力較低時,吸附曲線迅速上升,發生微孔內吸附。如上圖所示。

2)II型等溫線(E1>En

這種類型的等溫線一般為非多孔性固體表面發生多分子層吸附,比如非多孔性金屬氧化物粒子吸附氮氣或者水蒸氣,此外,發生親液性表面相互作用時也為此類型。在相對壓力約為0.3時,*層吸附大致完成,隨著相對壓力增大,開始形成第二層,在飽和蒸氣壓時,吸附層數無限大。Brunauer、Emmet和Teller從理論導出這種等溫線,故這種類型的等溫線也被稱作BET等溫線。

 

3)III型等溫線(E1<En

在憎液性表面發生多分子層吸附,或者固體和吸附質的吸附相互作用小于吸附質之間的相互作用時呈現這種類型。比如,水蒸氣在石墨表面上吸附,或者,水蒸氣在進行過憎水處理的非多孔性金屬氧化物上的吸附。因此,這種吸附在低壓區的吸附量較少,相對壓力越大,吸附量越多。如下圖。

 

4)IV型等溫線(E1>En

氮氣、有機蒸汽和水蒸氣在硅膠上吸附屬于這一類型。在相對壓力約為0.4時,吸附質發生毛細凝聚,等溫線迅速上升,脫附等溫線與吸附等溫線不重合,脫附等溫線在吸附等溫線的上方,產生吸附滯后,形成一個“吸附滯后環”。在相對壓力較大時,由于中孔內的吸附已經結束,吸附只在外表面上發生,曲線平坦,在相對壓力接近1時,在大孔上吸附,曲線上升。

 

5)V型等溫線(E1<En

發生在多孔固體上,表面相互作用同III型,例如水蒸氣在活性炭或憎水化處理過的硅膠上的吸附。

 

6)VI型等溫線

這種類型的等溫線又稱為階梯型等溫線。非極性的吸附質在化學性質均勻的非多孔固體上吸附時較為常見。如將炭在2700℃以上進行石墨化處理后,再吸附氮氣、氬氣、氪氣。這種階梯型等溫線是先形成*層二維有序的分子層后,再吸附第二層,第二層顯然受*層的影響,因此成為階梯型。

 

二、吸附理論

不同的固體表面與吸附質組合得到各種不同的吸附等溫線,這些等溫線的形狀反映了固體表面結構、孔結構和固體-吸附質的相互作用,通過解析這些等溫線就能知道吸附相互作用和表征固體表面。對于常見的等溫線,提出許多吸附相互作用的理論。下面僅介紹目前具有代表性的理論。

Langmuir方程是常用的吸附等溫線方程,是由物理化學家朗格繆爾于1916年根據分子運動理論和一些假定提出的。這個理論認為,在固體表面的分子或原子存在向外的剩余價力,可以吸附分子,吸附位可以均勻的分布在整個表面,但是只是吸附在表面的特定位置,稱之為特異吸附。

Langmuir吸附等溫方程如下式:

 

 

 

布魯諾(Brunauer)、埃麥特(Emmet)和泰勒(Teller)于1938年在Langmuir方程基礎上提出的描述多分子層吸附理論,通過對氣體吸附過程的熱力學與動力學分析,推出氮吸附量隨氮氣分壓而變的BET方程:

 

分析得出,P/P00.05~0.35范圍中,BET是一個線性方程,該直線的斜率與截距之和的倒數是單層飽和吸附量,從而算出比表面積。通過BET方程求出比表面積成為目前國際通用的方法,被稱為BET比表面。

根據材料不同,特別是微孔材料,由于在很低的壓力下就完成了單層吸附,因此,BET方程的線性范圍會向低壓方向移動。對于孔徑極小的分子篩,線性范圍應取0.005~0.01;微孔材料的線性范圍應取0.005~0.1;介、微孔復合材料線性范圍應取0.01~0.2;介孔、大孔材料的線性范圍取0.05~0.35。但是根據實際材料的不同,線性范圍的取點應根據實際情況進行調整,使BET直線的線性良好才具有一定的參考價值。對于微孔材料,更接近于單層吸附的特征,Langmuir比表面值應具有更大的參考意義。

同類相關產品

貝士德儀器科技(北京)有限公司主營:高壓吸附儀,蒸汽/氣吸附儀,高壓氣體吸附儀,高壓甲烷吸附儀.貝士德,高壓瓦斯吸附儀,,比表面積測試儀,比表面儀,BET比表面積,孔徑分析儀,比表面積測試儀,孔隙度分析儀,比表面積分析儀,孔體積測定儀,比表面積測定儀,真密度及開閉孔率分析儀
地址:北京海淀區上地十街輝煌國際1棟607號 電話:010-82176550-852 傳真:010-82176110 ICP備案號:京ICP備07031513-15 技術支持:阿儀網 總訪問量:497345
阿儀網推薦收藏該企業網站
快乐时时开奖记录