材料热力学课件第8章-界面现象.pptVIP

*三、吸附曲线1、吸附等温线气体的吸附量是T，p的函数：Va=f（T,p）T一定，Va=f（p）吸附等温线p一定，Va=f（T）吸附等压线na一定，p=f（T）吸附等量线吸附量：吸附平衡时，单位质量吸附剂吸附的吸附质V:被吸附的气体在0oC,101.325kPa下的体积即：单位：mol?kg-1或：单位：m3?kg-1*吸附等温线:Ⅰ：单层吸附；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：多分子层吸附；p:达平衡时的吸附压力；p*:该温度下的吸附气体的饱和蒸气压*2、吸附等压线因V1V2V3故p1p2p3定压下，描述吸附量与吸附温度间关系的曲线。?TV吸附定压线*3、吸附定量线吸附定量线吸附定量线用于测量吸附热：ln（p/kPa）~1/T图吸附量恒定时，描述吸附平衡压力与温度间关系的曲线。1.吸附经验式——弗伦因德利希公式方程的优缺点：形式简单、计算方便、应用广泛；对气体的吸附适用于中压范围。(3)但常数无明确物理意义，只能概括一部分实验事实，不能说明吸附机理。对I类吸附等温线：k,n?经验常数，与吸附体系及T有关。lg(p/[p])lg(Va/[V])T1T2斜率?n;1n0。n反映了P对吸附量影响的强弱。截距?k（p=1时的吸附量）T?，k?直线式：四、吸附等温式与吸附理论*2.朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式一个物理系的毕业生GE公司的小职员一个改变了他一生的建议一个影响他一生的选择1932年Nobel化学奖的得主Langmuir的选择*Langmuir的选择Langmuir是一个物理系的毕业生，GE公司的小职员，他向公司提了一个改变了他一生的建议-向白炽灯中充氮、充氩可以延长钨丝的寿命，为公司赚取了足够的利润，老板奖励他终身资助他搞发明，因在表面化学方面的研究和发现使他1932年成为Nobel化学奖的得主。朗缪尔有广泛的爱好，他不仅是一位卓越的科学家，还是出色的登山运动员和飞机驾驶员。他常常利用工作之余登山远眺，饱览的大自然的景色，探索自然现象的奥密。1932年8月，他兴致勃勃地驾驶飞机飞上九千米高空观测日食。他还曾获文学硕士和哲学博士学位。美国化学家兼物理学家Langmuir，一生进行过许多有益的研究，但在科学上实现的最大突破还是人工降雨。美国通用电气公司的本加特又对Langmuir的人工降雨方法进行了改良，Langmuir用碘化银微粒取代干冰，使人工降雨更加简便易行。*1916年，朗缪尔推出适用于固体表面的气体吸附(Ⅰ型)朗缪尔理论的四个基本假设：Ⅰ、气体在固体表面上单分子层吸附；(即固体表面上每个吸附位只能吸附一个分子，气体分子只有碰撞到固体的空白表面上才能被吸附)；Ⅱ、固体表面是均匀的（吸附热为常数）；Ⅲ、被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力；Ⅳ、吸附平衡是动态平衡。等温式的导出：θ=被吸附质覆盖的固体表面积固体总的表面积覆盖率：以k1、k-1分别代表吸附与解吸的速率常数，A代表气体，M代表固体表面，AM代表吸附状态，则吸附的始末状态可以表示为A（g）+M（表面）AMkakd则1-θ代表固体空白表面的分数。依据吸附模型，吸附速率υa应正比于气体的压力p及空白表面分数(1-θ)，脱附速率υd应正比于表面覆盖度θ，即υd=kdθυa=ka(1-θ)p；*吸附平衡常数朗缪尔吸附等温式当吸附达平衡时，υa=υd，所以ka(1-θ)p＝kdθ，解得*讨论：(i)当压力很低或吸附较弱时，bp1，得θ＝bp即覆盖度与压力成正比，此即图中的开始直段AB。(ii)当压力很高或吸附较弱时bp1，得?=1。说明表面已全部被覆盖，吸附达到饱和状态，吸附量达最大值，图中水平线段CD。（iii）当中等压力时，仍保持曲线形式，即BC段。*V—在吸附平衡温度T及压力p下的吸附气体的体积（STP）；V∞—是在吸附平衡温度T及压力p下吸附剂被盖满一层时，气体的体积（STP）。*若以p/V对p作图，可得一直线，由直线的斜率1/V∞及截距1/bV∞可求得b与V∞。*对A、B两种气体在同一固体