一文讀懂化學(xué)吸附儀的工作原理
更新時(shí)間:2022-10-25 點(diǎn)擊次數(shù):1816
化學(xué)吸附儀原理是BET多層吸附模型,理論基礎(chǔ)是Langmuir吸附等溫式。低壓下氣體在金屬表面的吸附,基于吸附-脫附的分子動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)出一個(gè)單分子吸附的吸附等溫式:
θ=V/Vm=ap/1+ap
其中,θ為表面覆蓋度;V為吸附量;Vm為單層吸附容量;p為吸附質(zhì)蒸氣吸附平衡時(shí)的壓力;a為吸附系數(shù),是吸附平衡常數(shù)。
式中描述的Langmuir型吸附等溫線,屬于IUPAC分類的I型等溫線。在壓力很低或者吸附很弱時(shí),θ=ap,吸附量與平衡壓力成正比(Henry定律);在壓力很大或者吸附很強(qiáng)時(shí),θ≈1,吸附量為單層吸附容量,與壓力無(wú)關(guān)。
Langmuir模型的基本假設(shè)為:
(1)吸附劑表面存在吸附位,吸附質(zhì)分子只能單層吸附于吸附位上;
(2)吸附位在熱力學(xué)和力學(xué)意義上是均一的(吸附劑表面性質(zhì)均勻),吸附熱與表面覆蓋度無(wú)關(guān);
(3)吸附分子間無(wú)相互作用,沒(méi)有橫向相互作用;
(4)吸附-脫附過(guò)程處于動(dòng)力學(xué)平衡之中。
Langmuir公式是一個(gè)理想的吸附公式,代表了在均勻表面上吸附分子彼此沒(méi)有作用,而且吸附是單分子層情況下吸附達(dá)到平衡時(shí)的規(guī)律,但是在實(shí)踐中不乏與其相符的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這可能是實(shí)際非理想的多種因素互相抵消所致。