界面化学七.ppt

第七章 气体在固体 表面上的吸附 一、固体表面的特点 固体表面的粗糙性 固体表面的不完整性 固体表面的不均匀性 特点具体表现： 固体表面经放大后，表面出凸凹不平； 几乎所有晶体及其表面都会因为多种原因呈现不完整性。 不完整性主要有 距离相同的不同表面对吸附分子的作用能不同 二、固体的表面能 1.使固体新表面上的分子（或原子）维持在未形成新表面前的位置上，单位长度受到的力称为表面应力，或称为拉伸应力 。 2.固体的表面张力是新产生的两个固体表面的表面应力的平均值。 3.表面张力与表面能 在一定温度压力下形成固体表面面积为A时，体系的吉布斯函数增量为d(AGs),它等于反抗表面张力所需的可逆功。 固体表面张力包括两部分： 表面能的贡献 由表面积的变化而引起表面能改变的贡献 固体的表面张力和表面能通常是不相等的，而液体则是相等的。 三、固体表面作用 物质和固体接触之后，可发生以下过程 化学反应 吸收 吸附 固体吸附气体时的作用力有两种： 范德瓦尔斯力 剩余化学键力  物理吸附和化学吸附的比较 四、吸附平衡和吸附量 在温度和吸附质的分压恒定的条件下，当吸附速率与脱吸附速率相等时，即单位时间内被吸附到固体表面上的量与脱吸附回到气相的量相等时，达到吸附平衡。此时固体表面上的吸附量不再随时间而变，达到一种动态平衡。 此时单位质量的吸附量所吸附气体的物质的量，称为吸附量，以a表示。 影响吸附量的因素有 吸附量的测定方法 五、吸附曲线 吸附曲线是反映吸附量a和温度T和吸附平衡分压p三者之间关系的曲线。 1.吸附等压线 2.物理吸附等量线 3.吸附等温线 吸附等温线是在温度定时，吸附量与吸附质平衡分压的关系，大致有5种类型。 类型 称为S型吸附等温线，是常见的物理吸附等温线。出现拐点。 类型 不多见。如低温下溴在硅胶上的吸附、氮在冰上的吸附。 类型 如水或乙醇在硅胶上的吸附 类型 如水在活性炭上的吸附。在低压下就形成多分子层吸附，随压力增加产生毛细凝结。 4.吸附等温式 基本假设 体在固体表面上的吸附是单分子层的 被吸附的分子间无相互作用力 吸附剂表面是均匀的 吸附平衡是动态平衡 Langmuir吸附等温式适用于第1类等温线 n和k 是经验常数，n一般大于1. 基本假设 吸附可以是多分子层的 固体表面是均匀的 除第一层外，其余各层的吸附热等于吸附质的液化热 各吸附层中，吸附质在同一层上无相互作用 该式又称为二常数公式。常数是Vm和C。 BET理论能够成功地解释吸附等温线中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型。 六、影响气固界面吸附的因素 1.温度 气体吸附是放热过程，温度升高时，吸附量是减小的。在实际应用中，可根据需要确定最适宜的温度，并不是越低越好。 在物理吸附中，要有明显的吸附作用，一般温度控制在气体的沸点附近。 2.压力 无论是物理吸附还是化学吸附，增加吸附质平衡分压，吸附速率和吸附量都是增加的。 3.多孔性吸附剂的孔结构 孔隙大小不但影响吸附速率，还直接影响吸附量的大小 4.吸附剂和吸附质的性质 遵循相似相吸的规则 吸附质分子的结构越复杂，沸点越高，被吸附的能力越强 酸性吸附剂易吸碱性吸附质，反之碱性易吸附酸性的 气固界面吸附的应用 求算固体的比表面积 测多孔性吸附剂或催化剂的孔径分布 气固吸附是色谱法的理论基础 气体的提纯或分离 气固吸附是多相催化反应的重要步骤 P o w e r B a r 中国专业PPT设计交流论坛 具体 表现？ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 表面点缺陷 非化学比 位错 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copy