loading
作业：9.23。
第六节 固体表面的吸附
一、吸附剂和吸附质
固体表面层分子受力不均，可吸附气体、液体等。 吸附剂：起吸附作用的物质。 吸附质：被吸附的物质。 1．活性炭
可用作除臭剂、脱色剂等。 2．硅胶
加入钴盐可作干燥剂。 3．分子筛和多孔材料 如：离子交换树脂等。 二、物理吸附和化学吸附
物理吸附：作用力是分子间力，无选择性，可以多层吸附，也可以单层吸附，容易解吸。
化学吸附：作用力是化学键，有选择性，一般为单层吸附，不易解吸。 两种吸附可以转化，可以同时存在。 三、吸附等温线 1.吸附量的表示
V?? 单位：m3?kg-1
mn?? 单位：mol?kg-1
m2．吸附关系式和吸附曲线
吸附量是温度和压力的函数????f(T,p)压力不变，等压吸附线 ??f(T)温度不变，等温吸附线（常用）????f(p)?
ⅠⅡⅢⅣⅤp5种类型的吸附等温线 讲解：Ⅰ为单分子层吸附，也称朗缪尔型，达到最大值表示已单分子层铺满；Ⅱ为多分子层吸附，水平段表示单分子层铺满，压力增加，开始多分子层吸附，吸附量也增
9
加；Ⅲ和Ⅴ较少见，刚开始吸附量增加较慢，说明中分子层吸附慢；Ⅳ在低压段与Ⅱ相似，说明单分子层吸附较快，高压段出现饱和，说明高压段有毛细管凝结，吸附剂孔中充满吸附质液体，就饱和了。
三、吸附等温式
讲解：以下是目前流行的经验公式，适用于不同的情况。 1．朗格缪尔单分子层吸附等温式 4个假设
（1）单分子层吸附。
（2）吸附剂表面均匀。单位面积吸附分子数相同。
（3）被吸附分子间无作用力，气体分子吸附和解吸与周围是否有气体分子无关。 （4）吸附平衡是动态平衡：
a????未被吸附的气体分子????已被吸附的气体分子 kdk被覆盖的面积分数??已被覆盖固体表面积
固体总表面积未被覆盖的面积分数?1??
吸附速率ra?kap(1??) 解吸速率rd?kd? 平衡 ra?rd 即 kap(1??)?kd?
??kapk 令 b?a 则
kd?kapkdbp 朗缪尔吸附等温式 1?bp?????n (?n为实际吸附量，??为单分子层铺满时的吸附量。）??讲解：b为吸附平衡常数，有2种极端情况：
（）压力足够低，或吸附很弱，1bp?1，则??bp，即?与b为线性关系。（2）压力足够高，或吸附很强，b?1，则??1，处于单分子层吸满状态，即?与p无关。 ?n???bp 朗缪尔方程的另一形式 1?bp 朗缪尔方程的直线形式pp?n?1??b???p
作?n~p图，由斜率得饱和吸附量??，由截距得吸附系数b。
10
如果多种气体同时吸附在一种固体表面，则朗格缪尔公式可写为
?VbBpB ?B?B?B???,BV?,B1??bBpBB如果1个吸附质分子吸附时离解成2个离子，且各占1个吸附中心，则
吸附速率ra?kap(1??)2 解吸速率rd?kd?2
平衡 ra?rd 令b?121212ka kd1212121212??bp12 低压下bp??1 ??bp即??p
121?bp 对比不解离时??p,可知??p是双原子分子吸附时发生解离的标志。朗缪尔吸附等温式适用于低压高温的物理吸附。
讲解：朗缪尔认为固体表面个部分相同。实际上不同，这样，吸附和解吸速率与位置有关。另外，朗缪尔还忽略例被吸附分子间的引力。
2.弗伦德里希等温吸附式
适用于中压下的物理吸附或化学吸附。
?V?kpn直线方程ln??V??ln?k??nln?p?
3.BET多分子层吸附等温式
适用于p?0.05~0.35的情况。 *pp?(p*?p)?1???c?1p?* ( p*为该温度下吸附质的饱和蒸气压） c??p作业：4.25，4.27。
第九章总结
一、表面张力和表面吉布斯函数
defdefASA质量表面积Am? 体积表面积AV?S
mV?:等温等压下可逆地增加单位表面积所需的功。
?????G? ??A?S?T,p,nB11
二、弯曲液面的附加压力
2??p? 凸面R>0 凹面R<0
R4?气泡?p?
R毛细管现象h?2?cos? r?g三、微小液滴的饱和蒸气压—开尔文公式
曲面液体与平面液体相比 lnpr2?M ?p0RT?r四、润湿和接触角
cos???g-s??l-s ?g-l五、表面活性剂：能显著降低溶液表面张力的有机物。
六、溶液的表面吸附：溶液表面的浓度与溶液本体浓度不一样，可以大于，也可以小于。
????>c(液），正吸附。?<0,则c(表）?c???????（质）>?（剂）,??>0,则c(表） ?B??cB????-2?? 单位：mol?m RT??c?T七、固体表面的吸附 朗格缪尔单分子层吸附等温式 ?? bpbp??????????????n??? 1?bp1?bp 12