文档介绍：. 第二章物理吸附 1. 描述物理与化学吸附. 答: 物理吸附 a. 物理吸附是吸附质分子靠范德华力( 分子引力) 在吸附剂表面上吸附, 它类似于蒸汽的凝聚和气体的液化。 b 表面上剩余力场是表面原子配位不饱和造成的, 作用力较弱, 致使物理吸附分子的结构变化不大,接近于原气体或液体中分子的状态。 c. 物理吸附由于是范式力起作用, 而范式力在同类或不同类的任何分子间都存在, 所以是非专一性的,在表面上可吸附多层。化学吸附 a. 化学吸附类似于化学反应,吸附质分子与吸附剂表面原子间形成吸附化学键。 b. 被化学吸附的分子与原吸附质分子相比,由于吸附键的强烈影响,结构变化较大。 c. 由于化学吸附同化学反应一样只能在特定的吸附剂-吸附质之间进行所以具有专一性,并且在表面只能吸附一层。物理吸附提供了测定催化剂表面积、平均孔径及孔径分布的方法。物理吸附是化学吸附全过程的一个重要步骤,化学吸附现象一定会以物理吸附过程为先导。其区别见下表: 性质物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附热较小,与液化热相似较大,与反应热相似吸附速率较快,不受温度影响,一般不需要活化能较慢, 随温度升高速率加快, 需要活化能吸附层单分子层或多分子层单分子层吸附温度沸点一下或低于临界温度无限制吸附稳定性不稳定,常可完全脱附比较稳定,脱附时常伴有化学反应选择性无选择性有选择性 1. 吸附现象与吸附等温线答: 在测定吸附量过程中发现, 吸附剂吸附一种气体吸附质时, 其吸附量(α) 温度和压力的函数, α=f(T,p) , T= 常数, α=f( p) 称吸附等温线;p= 常数, α=f (T) 称吸附等压线; α= 常数, p =f (T) 称吸附等量线。布郎诺尔( Brunauer )分类的五种等温线类型: Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型曲线是凸形Ⅲ、Ⅴ型是凹形Ⅰ型等温线相当于朗格谬尔单层可逆吸附过程。Ⅱ型等温线相当于发生在非孔或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程,位于 p/p0=~ 的B 点,是等温线的第一个陡峭部,它表示单分子层饱和吸附量。. Ⅲ型等温线不出现 B 点,表示吸附剂与吸附质之间的作用很弱, Ⅳ型等温线是一种特殊类型的等温线,反应的是固体均匀表面上谐式多层吸附的结果。Ⅴ型等温线很少遇到, 而且难以解释, 虽然反映了吸附质与吸附剂之间作用微弱的Ⅲ型等温线特点,但在高压区又表现出有孔充Ⅳ型、Ⅴ型曲线则有吸附滞后环, 即吸附量随平衡压力增加时测得的吸附分支和压力减少时测得的脱附分支, 两者不相重合, 形成环状。在此区域内, 在相同压力脱附时的吸附量总是大于吸附时的吸附量。吸附时由孔壁的多分层吸附和在孔中凝聚两种因素产生, 而脱附仅由毛细管凝聚所引起。这就是说, 吸附时首先发生多分子层吸附, 只有当孔壁上的吸附层达到足够厚度时才能发生凝聚现象;而在与吸附相同的 p/p 0 比压下脱附时,仅发生在毛细管中的液面上的蒸汽, 却不能使 p/p 0 下吸附的分子脱附, 要使其脱附, 就需要更小的 p/p 0, 故出现脱附的滞后现象,实际就是相同 p/p 0 下吸附的不可逆性造成的 2. 描述 Langmuir 和 BET 模型答: 朗格谬尔( Langmuir )等温方程模型的基本假定:吸附表面在能量上是均匀的,即各吸附位具有相同的能量; 被吸附分子间的作用力可略去不计; 属单层吸