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化学吸附仪的三种模型的吸附等温式

编辑:彼奥德 浏览: 添加时间:2015-04-13 13:59

  吸附平衡可用等温式、等压式或等量式表示。吸附等温式比较常用,它可由一定的表面和吸附层的模型假定出发,通过动力学法、统计力学法或热力学法推导出来。
(1) Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式又称单分子层吸附理论。它是建立在理想表面和理想吸附层概念的基础上,反映了理想吸附的规律。Langmuir在推导公式时做了三个基本假定: ①在固体吸附剂表面上有一定数目的吸附位,每个吸附位只能吸附一个分子或原子②表面上所有吸附位的吸附能力相同,也就是说在所有吸附位上的吸附热相等;③被吸附分子之间无相互作用。Langmuir当初从动力学概念得到的的方程式,后来从统计热力学得到了严格的证明。只要满足上述三条基本假设,Langmuir公式的规律一定会得到。即使是在比较复杂的吸附情况下,它仍是吸附过程规律的基础。就像其他理想定律一样,Langmuir定律亦带有近似的性质,它反映的是理想吸附层的的概念。
(2) Freundlich吸附等温式 绝大部分固体表面的性质是不均匀的。在不均匀表面上的吸附,特别是在低的平衡压力下,Langmuir吸附等温线方程不能描述试验结果。在这种情况下应用Freundlich从经验归纳出的等温式有时却相当有效。这一表达式为  θ=CP2/n2  式中, c,n2----常数,都随温度的升高而减小。
Freundlich等温式也能用统计热力学方法从理论上推导出来。在推导中假定固体表面上吸附位的能量分布为吸附热随覆盖度对数下降的形式:
  q=-qm1nθ  式中 qm-----饱和吸附热。
(3) Temkin吸附等温式 在推导Temkin吸附等温式时,假定表面吸附位的能量分布特征为微分吸附热q随覆盖度θ的增加线性下降。
   q=q0(1-aθ)
应用Langmuir吸附等温式于这种能量分布的表面时,可以证明在θ=0和
θ=1之间的中等覆盖度范围内的吸附等温式为
   θ=RT/q0a*1n(A0P)

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