表面与界面物化-物理吸附-1.pdf

第二章表面与界面物理化学 表面和界面 (surface and interface) 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡 区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 严格讲表面应是液体或固体与其饱和蒸气之间 的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为 液体或固体的表面。 常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液 界面，液-固界面，固-固界面。 我们身边的胶体界面现象 曙光晚霞 碧海蓝天 雨滴 露珠 3 界面现象的本质 表面层分子与内部分子相比所处的环境不同 体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力 是对称的，各个方向的力彼此抵销； 但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相 同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一 相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销， 因此，界面层会显示出一些独特的性质。 对于单组分系统，这种特性主要来自于同一物质 在不同相中的密度不同；对于多组分系统，则特性来 自于界面层的组成与任一相的组成均不相同。 最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。 液体内部分子所受的力可 以彼此抵销，但表面分子受到 体相分子的拉力大，受到气相 分子的拉力小（因为气相密度 低），所以表面分子受到被拉 入体相的作用力。 这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并 使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸 附、毛细现象、过饱和状态等。 气-固界面是非常重要的界面 气-固界面 固体表面的吸附 教学内容： 固体表面的特点 物理吸附和化学吸附的区别 吸附等温线 Langmuir等温式 BET多层吸附与比表面积测定 物理吸附等温线的IUPAC分类 回滞环与多孔材料孔结构的关系 固体表面的特点 固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也 是不均匀的，所以固体表面也有表面张力和表面能 固体表面的特点是： 1．固体表面分子（原子）移动困难，只能靠 吸附来降低表面能 2．固体表面是不均匀的，不同类型的原子 的化学行为、吸附热、催化活性和表面态能级的 分布都是不均匀的 3．固体表面层的组成与体相内部组成不同 固体表面的特点 固体的表面结构 平台 扭折 表面杂质 吸附原子 台阶 不同晶面 位错 吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附 物理吸附 化学吸附 Physisorption Chemisorption 1、作用力 Van der Waals力 价键力 2、吸附热 放热，小 放热或吸热，大 3、吸附速率 快