7.表面現(xiàn)象 7.7固體對氣體吸附

第七節(jié)固體外表對氣體的吸附一.固體外表對氣體的吸附現(xiàn)象吸附：氣體分子〔吸附質(zhì)〕自動地富集，停留在固體〔吸附劑〕外表的現(xiàn)象機制：物理吸附，化學(xué)吸附，或兩者兼有單層單層或多層吸附層慢快吸附速度有無選擇性反應(yīng)熱相當(dāng)于相變熱吸附熱化學(xué)鍵力Wanderwalls力吸附力化學(xué)吸附物理吸附吸附量：

不易解吸

易解吸

吸附穩(wěn)定性

二.吸附等溫線一定溫度下，吸附量與吸附質(zhì)壓力關(guān)系p/p*I型p/p*II型p/p*Ⅲ型p/p*Ⅳ型p/p*V型I型：單分子層吸附II—V型：多分子層吸附，較復(fù)雜三.吸附等溫式主要有三種1．Freundlish經(jīng)驗式，描述I型曲線

k，(n>1)為經(jīng)驗常數(shù)線性式：三.吸附等溫式2.Langmuir等溫式單分子吸附模型

假設(shè)：

吸附為單分子層氣體只在固體空白處吸附(2)固體外表均勻吸附時釋放熱相同(3)被吸附分子之間無作用力分子離開固體幾率相等模型：吸附k0解吸k1推導(dǎo)：為復(fù)蓋百分率吸附速度=k0(1–)p

解吸速度=k1

三.吸附等溫式推導(dǎo)：為覆蓋百分率吸附速度=k0(1–)p

解吸速度=k1

平衡時k0(1–)p=k1

k0p=(k0p+k1)

設(shè)m為飽和吸附量，Langmuir式

代入上式則三.吸附等溫式Langmuir式

p很小時，1>>bp，=mbp=Kp

pp很小p很大線性關(guān)系式：

特點：p很大時，1<<bp，=m

(1)(2)三.吸附等溫式例0C，活性炭3.002g吸附CO，數(shù)據(jù)如下，求Freundlish和Langmuir的擬合公式。p10–4/Pa1.332.674.005.336.678.009.33V106/m310.218.625.531.436.941.646.1lnp9.5010.1910.6010.8811.1111.2911.44lnV-11.49-10.89-10.58-10.37-10.21-10.09-9.98Freundlish式：lnV=0.7718lnp–18.79〔r=0.9987〕 即V=6.94210–9p0.7718三.吸附等溫式例0C，活性炭3.002g吸附CO，數(shù)據(jù)如下，求Freundlish和Langmuir的擬合公式。p10–4/Pa1.332.674.005.336.678.009.33V106/m310.218.625.531.436.941.646.1lnp9.5010.1910.6010.8811.1111.2911.44lnV-11.49-10.89-10.58-10.37-10.21-10.09-9.98p/V10–9/Pam31.301.441.571.701.811.922.02Langmuir式：〔r=0.9988〕三.吸附等溫式3.BET吸附等溫式多分子層吸附模型

由三位科學(xué)家提出，可解釋II~V型曲線，該理論在Langmuir根底上，結(jié)合多分子層吸附進行推導(dǎo)，最后結(jié)果p/p*：相對壓力 Vm： 第一層飽和吸附量〔m3〕 V： 吸附量〔m3〕 C： 與吸附熱有關(guān)的常數(shù)式中，Vm用于計算吸附劑比外表積三.吸附等溫式3.BET吸附等溫式多分子層吸附模型

式中，Vm用于計算吸附劑比表面積總外表A=第一層飽和吸附總分子數(shù)分子截面積T=273K，p=101325Pa時三.吸附等溫式例0C，1.87610–3kg的某催化劑吸附丁烷，求其比外表積。 ，丁烷分子截面積=44.610–20m2， 0C時，p*=10.32104Pa。(r=0.9999n=6)線性回歸：p(10-4Pa)0.7521.1931.6692.0882.3502.499V

(106m3)17.0920.6223.7426.0927.7728.30解p/p*0.0730.1160.1120.2020.2280.242m–34.606.348.139.7210.6211.29三.吸附等溫式例0C，1.87610–3kg的某催化劑吸附丁烷，求其比外表