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1、第十二章第十二章 吸附吸附第一页，本课件共有17页第十二章 吸附概述吸附现象：当气体与清洁的固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高于气相吸附质：被吸附的气体吸附剂吸附剂：吸附气体的固体吸吸附附作作用用力力：通过氢键、偶极矩作用、范德华力和化学键等多种化学作用和物理化学作用，使得吸附质被吸附在吸附剂表面。第二章第二章 吸附作用吸附作用基本概念基本概念 吸附是利用某些固体能够从流体混合物中选择性地凝聚一定在其表面上的能力，是混合物中的组分彼此分离的单元操作远程。第二页，本课件共有17页第十二章 物理吸附与化学吸附第二章第二章 吸附作用吸附作用按作用力不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。先按作
2、用力不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。先物理吸附，后化学吸附物理吸附，后化学吸附 物理吸附是由分子间作用力，即物理吸附是由分子间作用力，即van der Walls力所产生。由于力所产生。由于这种力较弱，故对分子结构影响不大，所以可把物理吸附类这种力较弱，故对分子结构影响不大，所以可把物理吸附类比为凝聚现象比为凝聚现象化学吸附力属于化学键力（静电与共价键力）。由于此化学吸附力属于化学键力（静电与共价键力）。由于此种力作用强，所以对吸附分子的结构影响较大。吸附质种力作用强，所以对吸附分子的结构影响较大。吸附质分子与吸附中心间借此种力形成吸附化学键。化学吸附分子与吸附中心间借此种力形成吸附化
3、学键。化学吸附类似化学反应类似化学反应 第三页，本课件共有17页第十二章 物理吸附与化学吸附第二章第二章 吸附作用吸附作用第四页，本课件共有17页（1）活性炭 由木炭、坚果壳、煤等含碳原料经碳化与活化制得，其吸附性能取决于原始成碳物质以及碳化、活化等的操作条件。（2）硅胶 它是一种坚硬的由无定形的SiO2构成的多孔结构的固体颗粒，主要用于气体干燥、气体吸收、液体脱水、色谱分析和催化剂等。（3）活性氧化铝 活性氧化铝对水有很强的吸附能力，主要用于液体与气体的干燥。（4）分子筛 分子筛是近几十年发展起来的沸石吸附剂，沸石有天然沸石和合成 沸石两类。第十二章 常用吸附剂种类第五页，本课件共有17页恒
4、温、恒压下表面能的影响因素：恒温、恒压下表面能的影响因素：dG=dA+A d 自自由由能能越越低低，体体系系越越稳稳定定。等等温温等等压压下下要要使使液液体体自自由能降低，即由能降低，即 dG 0有两个途径：有两个途径：1）缩小液体表面积：）缩小液体表面积：dA 0；2）降低液体表面张力：）降低液体表面张力：d 0。第十二章 吸附原理第六页，本课件共有17页 吸附量通常有两种表示方法：(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量(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)第十二章 吸附量的表示第七页，本课件共有17页 对于一定的吸附剂与吸附质的系统，达到吸附平衡时，吸附量是
5、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：(1)T=常数，q=f(p)，称为吸附等温式(2)p=常数，q=f(T)，称为吸附等压式(3)q=常数，p=f(T)，称为吸附等量式第十二章 吸附量与温度、压力关系第八页，本课件共有17页吸附等温线吸附等温线 样品脱附后，设定一个温度，如253 K，控制吸附质不同压力，根据石英弹簧的伸长可以计算出相应的吸附量，就可以画出一根253 K的吸附等温线，如图所示 用相同的方法，改变吸附恒温浴的温度，可以测出一组不同温度下的吸附等温线。第十二章 吸附等温线第九页，本课件共有17页p/k Pa等压线等量线从吸附等温线画出等压
6、线和等量线第十页，本课件共有17页 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)第十二章 吸附等温线的类型第十一页，本课件共有17页()在2.5 nm 以下微孔吸附剂上的吸附等温线属于这种类型。例如78 K时 N2 在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子筛上的吸附。第十二章 吸附等温线的类型第十二页，本课件共有17页()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，发生毛细管凝聚现象。第十二章 吸附等温线的类型第十三页，本课件共有17页()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 352 K 时，Br2在硅胶上的吸附属于这种类型。第十二章 吸附等温线的类型第十四页，本课件共有17页()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323 K时，苯在氧化铁凝胶上的吸附属于这种类型。第十二章 吸附等温线的类型第十五页，本课件共有17页()发生多分子层吸附，有毛细凝聚现象。例如373 K时，水汽在活性炭上的吸附属于这种类型。第十二章 吸附等温线的类型第十六页，本课件共有17页谢谢观看！第十七页，本课件共有17页