化學(xué)吸附概述與特點(diǎn)機(jī)理應(yīng)用
化學(xué)吸附(SDG吸附劑)的主要特點(diǎn)是:僅發(fā)生單分子層吸附;吸附(SDG吸附劑)熱與化學(xué)反應(yīng)熱相當(dāng);有選擇性;大多為不可逆吸附;吸附(SDG吸附劑)層能在較高溫度下保持穩(wěn)定等?;瘜W(xué)吸附又可分為需要活化能的活化吸附(activated adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated adsorption),前者吸附速度較慢,后者則較快。 化學(xué)吸附是多相催化反應(yīng)的重要步驟。研究化學(xué)吸附對(duì)了解多相催化反應(yīng)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)工業(yè)化有重要意義。
吸附特點(diǎn)
與物理吸附相比,化學(xué)吸附主要有以下特點(diǎn):①吸附所涉及的力與化學(xué)鍵力相當(dāng),比范德華力強(qiáng)得多。②吸附熱近似等于反應(yīng)熱。③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述,有時(shí)也可用弗羅因德利希公式描述。捷姆金吸附等溫式只適用于化學(xué)吸附:V/Vm=1/a·㏑CoP。式中V是平衡壓力為p時(shí)的吸附體積;Vm是單層飽和吸附體積;a和c0是常數(shù)。④有選擇性。⑤對(duì)溫度和壓力具有不可逆性。另外,化學(xué)吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學(xué)吸附,主要根據(jù)吸附熱和不可逆性。
吸附機(jī)理
可分3種情況:①氣體分子失去電子成為正離子,固體得到電子,結(jié)果是正離子被吸附在帶負(fù)電的固體表面上。②固體失去電子而氣體分子得到電子,結(jié)果是負(fù)離子被吸附在帶正電的固體表面上。③氣體與固體共有電子成共價(jià)鍵或配位鍵。例如氣體在金屬表面上的吸附就往往是由于氣體分子的電子與金屬原子的d電子形成共價(jià)鍵,或氣體分子提供一對(duì)電子與金屬原子成配位鍵而吸附的。