武汉大学：《物理化学》课程教学资源（PPT课件）第十三章 表面化学（6/7）

固体表面的吸附

固体表面的吸附

固体表面的特性 固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也 是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通 常它们是定位的。 Solid Na Ag NaCI I MgO石蜡聚乙烯云母 Y/(mJm-2)200800 190 1200 25.433.1 2400 大多数固体比液体具有更高的表面能 米

固体表面的特性 固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也 是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通 常它们是定位的。 Solid Na Ag NaCl MgO 石蜡 聚乙烯 云母 γ/(mJ m-2 ) 200 800 190 1200 25.4 33.1 2400 大多数固体比液体具有更高的表面能

固体表面的气体与液体有在固体表面自动聚 集，以求降低表面能的趋势。 固体表面的气体或液体的浓度高于其本体 浓度的现象，称为固体的表面吸附。 广泛的应用： 干燥剂、防毒面具、脱色剂、色谱、污水处 理、催化剂

固体表面的气体与液体有在固体表面自动聚 集，以求降低表面能的趋势。 固体表面的气体或液体的浓度高于其本体 浓度的现象，称为固体的表面吸附。 广泛的应用： 干燥剂、防毒面具、脱色剂、色谱、污水处 理、催化剂

2.Basic concepts ()adsorbente(吸附剂and adsorbate(吸附质) 当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为 吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。 常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。 为了测定固体的比表面，常用的吸附质有：氮 气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等

当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为 吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。 常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。 为了测定固体的比表面，常用的吸附质有：氮 气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。 2. Basic concepts (1) adsorbent(吸附剂) and adsorbate (吸附质)

(2)adsorption equilibrium adsorption S+G SG desorption At equilibrium:ra=ra ra rate of adsorption ra:rate of desorption (3)Amount adsorbed(吸附量) ()单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。 体积要换算成 q=VIm 单位：m3g 标准状况(STP) (2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。 q=n/m 单位：molg

(2) adsorption equilibrium At equilibrium : ra = rd ra : rate of adsorption rd : rate of desorption (3) Amount adsorbed (吸附量） S + G SG adsorption desorption 3 -1 q V m =  / m g 单位： (2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。 -1 q n m =  / mol g 单位： (1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。 体积要换算成 标准状况(STP)

(4)Adsorption curves 对于一定的吸附剂与吸附质的体系，达到吸附平 衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即： q=f(T,p) 通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关 系，例如： (a)T-常数，q=fp),得吸附等温线。 (b)p-常数，q=f(T),得吸附等压线。 (c)M=常数，p=f(T,得吸附等量线

(4) Adsorption curves 对于一定的吸附剂与吸附质的体系，达到吸附平 衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即： 通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关 系，例如： q f T p = ( , ) (a)T=常数，q = f (p)，得吸附等温线。 (b)p=常数，q = f (T)，得吸附等压线。 (c)q=常数，p = f (T)，得吸附等量线

(a)吸附等温线的类型 从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分 布以及吸附剂与吸附质之间的相互作用等有关信息。 常见的吸附等温线有如下5种类型：（图中pp称为 比压，P、是吸附质在该温度时的饱和蒸汽压，p为吸 附质的压力)

(a) 吸附等温线的类型 从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分 布以及吸附剂与吸附质之间的相互作用等有关信息。 常见的吸附等温线有如下5种类型：(图中p/ps称为 比压，ps是吸附质在该温度时的饱和蒸汽压，p为吸 附质的压力)

吸附等温线的类型 (1)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汽 在分子筛上的吸附。 p

吸附等温线的类型 (Ⅰ)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。 q p T1 T2 T3

p p

V p V p V p V p

吸附等温线的类型 (川)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。 p/p. 1.0

吸附等温线的类型 (Ⅱ)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