十界面现象.pptVIP

* §13-9 气体在固体表面的吸附 指定吸附剂和吸附质时 2. 吸附等温线 吸附等温线可分为5种类型 * §13-9 气体在固体表面的吸附 1916年 单分子层吸附理论 1. 基本假设 (1)单分子层吸附 (2)固体表面是均匀的 (3)被吸附分子之间没有相互作用力 (4)吸附平衡是动态平衡 （一）Langmuir吸附等温式 2. 吸附等温方程 四、 吸附等温方程 * §13-9 气体在固体表面的吸附 吸附达到平衡时： 气体分子 气体分子 (空间) (被吸附在固体表面上) r吸 = r脱 设：θ为任一瞬间固体表面被覆盖的分数－覆盖率 r吸 =ka(1-θ) p r脱 =kdθ ka(1-θ) p = kdθ * §13-9 气体在固体表面的吸附 b-吸附系数 适用条件：化学吸附和低压高温下的物理吸附 3. Langmuir吸附等温方程的应用 (1)解释实验事实 (i)压力很低或吸附很弱时：bp1,此时 θ＝bp (ⅱ)压力很高或吸附较强时：bp1,则 θ＝1 * §13-9 气体在固体表面的吸附 (2)求吸附质分子的截面积 Am 或 求吸附剂固体的比表面Sg 1/ V~1/p 作图，截矩＝1/ Vm 用已知分子的Am求Sg, 再求吸附质的截面积 * §13-9 气体在固体表面的吸附 又： 以1/ Γ~1/p 作图，斜率＝1/bΓ∞, 截矩＝1/Γ∞ 则：b=截矩/斜率 * §13-9 气体在固体表面的吸附 (3)应用于混合吸附 * §13-9 气体在固体表面的吸附 (二) Freundlich 吸附等温式(经验式) p－吸附平衡时气体的压力 k－常数，一般：T↑,k↓ 适用条件：中压范围 固体从溶液中吸附溶质： x－吸附质的量 m－吸附剂的量 * §13-9 气体在固体表面的吸附 (三) Brunauer?Emmett?Teller (BET)吸附等温式 1. 理论模型 (1) 固体表面是均匀、被吸附分子之间没有相互作用力、吸附平衡是动态平衡 (2) 多分子层吸附 (3) 第一层吸附未满时其它层的吸附也可以形成 BET公式适用于单、多分子层吸附 * §13-9 气体在固体表面的吸附 2. B.E.T吸附等温式 吸附量与平衡压力之间存在下列定量关系 P0－实验温度下吸附质呈液体时的饱和蒸气压 V －气体压力为p 时的平衡吸附量 Vm－吸附剂表面覆盖满一层被吸附气体的吸附量 C－为与吸附热有关的常数 Q1-第一层吸附热 Q2-被吸附气体的液化热 * §13-9 气体在固体表面的吸附 3. 用BET公式测定固体比表面 * §13-10 气体在固体表面的催化反应 一、气－固反应的基本步骤 (1) 扩散－外扩散和内扩散 (2) 吸附－化学吸附 (3) 表面反应－一般为r.c.p步骤 (4) 脱附－产物分子从固体表面上脱附 (5) 扩散－产物分子从固体表面上扩散到体相 只讨论：表面反应为速控步，吸附和脱附达到平 衡时符合Langmuri吸附等温式 * §13-10 气体在固体表面的催化反应 二、表面反应质量作用定律 三、 单分子表面反应 表面基元反应的速率正比于反应物的吸附量（覆盖度）其指数等于相应的计量系数 例：表面基元反应 A B A A B B 表面反应（r.c.p） 产物脱附平衡 反应物吸附平衡 * §13-10 气体在固体表面的催化反应 设：表面反应为控制步骤 近似认为吸附遵守Langmuri吸附等温式 若产物为不吸附或弱吸附： * §13-10 气体在固体表面的催化反应 (3) 一般压力下 讨论： (1) 低压时，bApA1 (2) 高压时，bApA1 (4) 当存在毒物D时(D在固体表面强吸附，bD很大) * §13-10 气体在固体表面的催化反应 四、双分子表面反应 1. Langmuir-Hinshellwood机理 例：A＋B C 表面反应（r.c.p） 产物脱附平衡 反应物吸附平衡 A B D C A B C D * §13-10 气体在固体表面的催化反应 反应速率 若产物为不吸附或弱吸附： * §13-10 气体在固体表面的催化反应 2. Langmuir-Rideal机理 例：A＋B C 表面反应（r.c.p） 反应物A吸附平衡 A A 反应速率 * §13-4 弯曲液面（溶液的表面现象） Kelvin公式同样适用于微小晶体 四、微小晶体的饱和溶解度 σ－晶-液界面张力 cr,c0 －微晶体和普通晶体的溶解度 M －晶体的摩尔质量 r －微晶体的半径