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优选氮气吸(Xi)附法等温吸(Xi)附
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(Xi)附现象
当气体或蒸汽与干净的固体接触时,一部分气体被固体捕获,若气体体积恒定,则压力下降,若压力恒定,则气体体积减小。从气相中消失的气体分子或进入固体内部,或附着于固体表面。前者被称为吸收(absorption),后者被称为吸附(adsorption)
多孔固体因毛细凝结(capillarycondensation)而引起的吸着作用也称为吸附作用
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(Xian)象
物理吸附:是由范得华力引起的气体分子在固体表面及孔隙中的冷凝过程。
–可发生单层吸附,多层吸附
–非选择性吸附
–有可逆性
化学吸附:是气体分子与材料表面的化学键合过程。
–只发生单层吸附
–选择性吸附(特定气体主要H2,CO,O2对体系中各组分的特定吸附)
–无可逆性
按吸附作用力性质的不同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附。
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(Li)论
吸附平衡等温线
吸附平衡等温线分为吸附和脱附两部分。吸附平衡等温线的形状与材料的孔组织结构有关。
根据IUPAC分类,具有6种不同类型。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型曲线是凸形
Ⅲ、Ⅴ型是凹形
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(Li)论
微孔材料(包括多数沸石和类沸石分子筛)
由于吸附质与孔壁之间的强相互作用,吸附开始在很低的相对压力下。
由于吸附的分子之间的相互作用,完全填满孔穴需要提高相对压力
在较低的相对压力下(<,氮气吸附)微孔填充不会观察到毛细管凝聚现象。
I型等温线:Langmuir型等温线
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(Xi)附理论
大孔材料
相对压力较低时,主要是单分子层吸附,B点对应于单分子层的饱和吸附量
饱和蒸汽压时,吸附层无限大
II型等温线:S型等温线
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(Xi)附理论
在憎液性表面发生多分子层,或固体和吸附质的吸附相互作用小于吸附质之间的相互作用时
在低压区吸附量少且不出现B点,表明吸附剂和吸附质之间的作用力相当弱
相对压力越高,吸附量越多,表现出有孔填充
III型等温线:在整个压力范围内凸向下,曲线没有拐点B
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(Fu)理论
介孔材料
较低的相对压力下,单分子层吸附
较高的相对压力下,吸附质发生毛细管凝聚
所有孔发生凝聚后,吸附只在远小于表面积的外表面上发生,曲线平坦
在相对压力接近1时,在大孔上吸附,曲线上升
IV型等温线
介孔的孔径越大,发生毛细管凝聚的压力越大
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(Fu)理论
第一阶段:先形成单层吸附,拐点B指示单分子层饱和吸附量
第二阶段:多层吸附
第三阶段:毛细凝聚。滞后环的始点表示最小毛细孔开始凝聚;滞后环的终点表示最大的孔被凝聚液充满。
滞后环后出现平台,表示整个体系被凝聚液充满,吸附量不再增加
IV型等温线
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