第7章表面化学_ppt课件.pptVIP

脱氢作用沿化学吸附的逆过程进行，所提供的活化能等于Qc+Ea，使稳定吸附的氢原子越过这个能量达到P点，然后变成H2分子沿Pa P’线离开表面。  2）吸附等温式 对于固体表面的吸附，吸附量为单位质量的固体所吸附的气 体的物质的量或所吸附的气体的体积（在标准状态下），用符 号 Γ来表示，即 Γ = x / m (mol.kg-1) 或 Γ = V / m (m3 .kg-1) 式中： x 是被吸附气体的物质的量， m 是吸附剂的质量， V 是被吸附气体的体积。 Γ与温度和被吸附气体的压力有关，因吸附为放热反应，所以随温度的升高，吸附量降低。 恒温下吸附达平衡时，吸附量Γ与压力 p的关系曲线称为吸附等温线。吸附等温线有各种形式，如图所示。 {Γ} {p} (a) (b) (c) (d ) (e) 几种类型的吸附定温曲线 吸附等温线也可以用方程式表示，称为吸附等温式。 吸附定温线 定温下，吸附量与吸附平衡压力间关系的曲线。 Γ = f ( p) 除此之外，还有 吸附定压线 定压下，吸附量与吸附温度间关系的曲线。 Γ = f (T ) 吸附定量线 吸附量恒定时，平衡压力与温度间关系的曲线。 p = f (T ) (a)在2.5nm以下微孔吸附剂上的吸附等温线属于这种类型。例如78K时N2在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子筛上的吸附。  (b)常称为S型等温线。吸附剂孔径大小不一，发生多分子层吸附。在比压接近1时，发生毛细管和孔凝现象。 (c)这种类型较少见。当吸附剂和吸附质相互作用很弱时会出现这种等温线，如352K时，Br2在硅胶上的吸附。  (d)多孔吸附剂发生多分子层吸附时会有这种等温线。在比压较高时，有毛细凝聚现象。例如在323K时，苯在氧化铁凝胶上的吸附属于这种类型。  (e)发生多分子层吸附，有毛细凝聚现象。例如373K时，水汽在活性炭上的吸附属于这种类型。 1）弗罗因德利希等温式 Freundich由实验数据总结出如下的经验公式： Γ = x / m = k p n 式中 x 是被吸附气体的量，m是吸附剂的质量 ，p是吸附达平衡时气体的压力。 k 和 n 是两个经验常数，在一定温度下，对一定为常数。 k 值一般随温度的升高而降低，n 的数值一般在0～1之间，其值愈大，压力对吸附的影响愈显著。 将上式取对数，得 lg（x /m）= lg k + n lg p 以lg（x/m）对lg p 作图，为直线，可求得 k 和 n。 优点：形式简单，使用方便，应用广泛(中压)。 缺点：k 和 n 的物理意义不明确，不能说明吸附作用的机理。 2）兰格繆尔（Langmuir）吸附等温式 兰格繆尔吸附等温式是最早提出吸的具有一定的理论基础的吸附等温式。单分子层吸附理论的要点如下： a.吸附是单分子层吸附。 当固体表面吸附了一层分子后，这种力场得到饱和，气体分子只有碰撞到尚未吸附气体分子的空白表面上才能被吸附。 b.固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同。 吸附热为一常数，不随覆盖程度而变化。 c.被吸附在固体表面上的分子之间无相互作用力。 d.吸附平衡是动态平衡。 当气体分子碰撞到固体表面时，被固体表面吸附，另一方面被吸附的气体分子如果有足够的能量，克服固体表面的吸引力， 被吸附的气体分子也可以从新回到气相空间，即发生了解吸。当吸附速率和解吸速率达到相等时，即达到了吸附平衡。从宏观上看，气体不再发生吸附和解吸。 表面覆盖率是已被吸附质覆盖的固体表面积与固体的总表面积之比，用θ表示， 设某一时刻固体的表面覆盖率为θ，则固体的空白率为1－θ。 气体的吸附速率应比例于固体的空白率和气体的压力，即 吸附速率 = k1（1－θ）p 式中 k1为吸附速率常数，p为气体的压力。 解吸速率正比例于固体的表面覆盖率 ，即 解吸速率 = k2θ 式中 k2为解附速率常数，当吸附达到平衡