物理吸附與化學(xué)吸附教案
物理吸附化學(xué)吸附篇一：物理和化學(xué)吸附
表5.3 吸附熱力學(xué)參數(shù)
Table 5.3 Thermodynamic parameters
△H/(kJ.mol-1)
298K
63.37
-26.22 △G/(kJ.mol-1) 308K -28.76 318K -32.24 0.3006 △S/(kJ.mol-1.K-1)
由表3可見，在不同溫度下，ΔG均為負值，這表明吸附過程是自發(fā)進行的，而且隨著溫度的升高有增加趨勢，這與 ΔH 為正值表明吸附過程本身是吸熱的，說明高溫有利于吸附的進行相一致。而正的 ΔS 則反映出在吸附過程中固液界面的無序性增加，這種吸熱性和無序性可能是由于該吸附過程不但包括化學(xué)反應(yīng)，也包括物理和化學(xué)吸附。
物理吸附化學(xué)吸附篇二：物理吸附和化學(xué)吸附在催化中的應(yīng)用1
物理吸附和化學(xué)吸附在催化中的應(yīng)用
吸附在催化科學(xué)中應(yīng)用非常廣泛，尤其是多相催化，凡是多相催化反應(yīng)，都包含有吸附步驟。在多相催化中，多數(shù)屬于固體表面催化氣相反應(yīng)，它與固體表面吸附緊密相關(guān)。在這類催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物是被固體表面化學(xué)吸附的，而且這種吸附是催化過程的關(guān)鍵步驟。在固體表面的吸附層中，氣體分子的密度要比氣相中高得多，但是催化劑加速反應(yīng)一般并不是表面濃度增大的結(jié)果，而主要是因為被吸附分子、離子或基團具有高的反應(yīng)活性。氣體分子在固體表面化學(xué)吸附時可能引起離解、變形等，可以大大提高它們的反應(yīng)活性。因此，化學(xué)吸附的'研究對闡明催化機理是十分重要的�；瘜W(xué)吸附與固體表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。表面結(jié)構(gòu)化學(xué)吸附的研究中有許多新方法和新技術(shù)，例如場發(fā)射顯微鏡、場離子顯微鏡、低能電子衍射、紅外光譜、核磁共振、電子能譜化學(xué)分析、同位素交換法等。其中場發(fā)射顯微鏡和場離子顯微鏡能直接觀察不同晶面上的吸附以及表面上個別原子的位置，故為各種表面的晶格缺陷、吸附性質(zhì)及機理的研究提供了最直接的證據(jù)。
吸附在催化中的應(yīng)用很多，如總表面積的測定，有效表面積的測定，分子碳針的化學(xué)吸附，氣體探針分子光譜技術(shù)等。
物理吸附化學(xué)吸附篇三：物理化學(xué)處理方法——吸附
物理化學(xué)處理方法——吸附
固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上，這就是吸附。這里的固體稱吸附劑。被固體吸附的物質(zhì)稱吸附質(zhì)。吸附的結(jié)果是吸附質(zhì)在吸附劑上濃集，吸附劑的表面能降低。 利用吸附作用進行物質(zhì)分離已有漫長的歷史。在水處理領(lǐng)域，吸附法主要用以脫除水中的微量污染物，應(yīng)用范圍包括脫色，除臭味，脫除重金屬、各種溶解性有機物、放射性元素等。在處理流程中。吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預(yù)處理，以去除有機物、膠體物及余氯等；也可以作為二級處理后的深度處理手段，以保證回用水的質(zhì)量。
利用吸附法進行水處理，具有適應(yīng)范圍廣、處理效果好、可回收有用物料、吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點，但對進水預(yù)處理要求較高，運轉(zhuǎn)費用較高，系統(tǒng)龐大，操作較麻煩。
�。ㄒ唬�、物理吸附化學(xué)吸附機理及分類
溶質(zhì)從水中移向固體顆粒表面，發(fā)生吸附，是水、溶質(zhì)和固體顆粒三者相互作用的結(jié)果。引起吸附的主要原因在于溶質(zhì)對水的疏水特性和溶質(zhì)對固體顆粒的高度親合力。溶質(zhì)的溶解程度是確定第一種原因的重要因素。溶質(zhì)的溶解度越大，則向表面運動的可能性越小。相反，溶質(zhì)的憎水性越大，向吸附接口移動的可能性越大。吸附作用的第二種原因主要由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學(xué)鍵力所引起。與此相對應(yīng)，可將吸附分為三種基本類型。
(1)交換吸附 指溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上，并置換出原先固定在這些帶電點上的其它離子。通常
離子交換屬此范圍(見第八章)。影響交換吸附勢的重要因素是離子電荷數(shù)和水合半徑的大小。
(2)物理吸附 指溶質(zhì)與吸附劑之間由于分子間力(范德華力)而產(chǎn)生的吸附。其特點是沒有選擇性，吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而多少能在接口范圍內(nèi)自由移動，因而其吸附的牢固程度不如化學(xué)吸附。物理吸附主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，過程放熱較小，約42kJ/mol或更少，可以是單分子層或多分子層吸附。影響物理吸附的主要因素是吸附劑的比表面積和細孔分布。
(3)化學(xué)吸附 指溶質(zhì)與吸附劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的吸附化學(xué)鍵和表面絡(luò)合物，吸附質(zhì)分于不能在表面自由移動。吸附時放熱量較大，與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱相近，約84～420kJ/mol。化學(xué)吸附有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用，一般為單分子層吸附。通常需要一定的話化能，在低溫時，吸附速度較小。這種吸附與吸附劑的表面化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有密切的關(guān)系。 物理吸附后再生容易，且能回收吸附質(zhì)。化學(xué)吸附因結(jié)合牢固，再生較因難，必須在高溫下才能脫附，脫附下來的可能還是原吸附質(zhì)，也可能是新的物質(zhì)。利用化學(xué)吸附處理毒性很強的污染物更安全。 在實際的吸附過程中，上述幾類吸附往往同時存在，難于明確區(qū)分。例如某些物質(zhì)分子在物理吸附后，其化學(xué)鍵被拉長，甚至拉長到改變這個分子的化學(xué)性質(zhì)。物理吸附和化學(xué)吸附在一定條件下也是可以互相轉(zhuǎn)化的。同一物質(zhì)，可能在較低溫度下進行物理吸附，而在較高溫度下所經(jīng)歷的往往又是化學(xué)吸附。
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