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簡單介紹吸附的幾種類型

更新時(shí)間:2022-12-10     點(diǎn)擊次數(shù):3592
    從氣相中消失的氣體分子或進(jìn)入固體內(nèi)部,或附著于固體表面,前者被稱為吸收(absorption),后者被稱為吸附(adsorption)。吸附和吸收統(tǒng)稱為吸著(sorption)。多孔固體因毛細(xì)凝聚(capillary condensation)而引起的吸著作用也作為吸附作用。
  能有效地從氣相吸附某些組分的固體物質(zhì)稱為吸附劑(adsorbent)。在氣相中可被吸附的物質(zhì)稱為吸附物(adsorptive),已被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)(adsorbate)。有時(shí)吸附質(zhì)和吸附物可能是不同的物種,如發(fā)生解離化學(xué)吸附時(shí)。
  1、固體表面
  固體表面的吸附特性取決于其表面和吸附質(zhì)的特性及其相互作用。
  2、物理吸附和化學(xué)吸附
  物理吸附是由范德華力,包括偶極-偶極相互作用、偶極-誘導(dǎo)偶極相互作用和色散相互作用等物理力引起,它的性質(zhì)類似于蒸汽的凝聚和氣體的液化。
  化學(xué)吸附涉及化學(xué)成鍵,吸附質(zhì)分子與吸附劑之間有電子的交換、轉(zhuǎn)移或共有。
  國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(IUPAC)推薦孔的大小限定如下:微孔(micropore)孔尺寸小于2 nm;中孔(mesopore),或稱介孔,孔尺寸介于2 nm和50 nm之間;大孔(macropore)孔尺寸大于50 nm??状笮》秶倪吔邕€依賴于吸附分子的性質(zhì)和孔的形狀,微孔還可被劃分為超微孔(ultramicropore,
  如3A分子篩孔徑過小,只能有效地吸附水分子。4A分子篩可以吸附氖、氬、氪、氮、氧、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C3H6等分子,而不能吸附丙烷和3個(gè)碳原子以上的有機(jī)物。正戊烷和異戊烷分子直徑分別為0.49 nm和0.56 nm,利用正戊烷分子略小可以進(jìn)入5A分子篩孔道可以分離正戊烷和異戊烷。
  納米孔道空間不僅是吸附場所,同時(shí)又是反應(yīng)空間。特異的分子場,不但增強(qiáng)了分子間的相互作用,必然也影響材料的催化性能。
  3、吸附量和吸附曲線
  吸附量是一熱力學(xué)量,是表示吸附現(xiàn)象最重要的數(shù)據(jù)。吸附量常用單位質(zhì)量吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量(質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量等)表示。氣體在固體表面上的吸附,吸附量(V)是溫度、氣體平衡壓力(p)、吸附質(zhì)(g)以及吸附劑(s)性質(zhì)的函數(shù)。
  吸附等溫線往往采用吸附量與氣體相對壓力p/p0的關(guān)系表達(dá),V=f(p/p0),p為氣體吸附平衡壓力,p0為氣體在吸附溫度下的飽和蒸氣壓(吸附溫度控制在氣體臨界溫度之下)。
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