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1、第三章吸附等溫線n=f(T，p，E)n=f(T，p)溫度一定氧氣在活性炭上吸附等溫線3.1吸附等溫線的類型等溫線的形狀反應了固體表面性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)和氣－固分子之間的作用力的特性。Ⅰ型等溫線化學吸附，單分子層，極限吸附量微孔吸附劑，孔填充超臨界吸附Ⅱ型和Ⅲ型等溫線無孔固體，開放表面，表面覆蓋機理Ⅳ和Ⅴ型等溫線中孔凝聚Ⅵ類等溫線均勻表面，每一臺階相當于吸滿一層分子3.2吸附的經(jīng)典理論Henry方程Freundlich方程單分子層吸附理論?Langmuir方程多分子層吸附理論?BET方程毛細孔凝聚理論?Kelvin方程微孔填充理論?DR方程3.2.1Henry方程吸附量與平衡壓力滿足過原點的線
2、性關系n=kpk是Henry常數(shù)3.2.2Freundlich方程Henry方程的擴展n=kp1/m當m＝1時回歸Henry方程線性形式lgn=lgk+(1/m)lgp3.2.3單分子層吸附理論-Langmuir方程（Langmuir，1916）基本觀點Langmuir方程建立的3個假設開放表面，均一表面定位吸附一個吸附位只容納一個吸附質(zhì)分子Langmuir方程線性形式應用與局限3.2.4多分子層吸附理論-BET方程（Brunaueretal,1938）基本觀點BET方程建立的幾個假設：*理想表面，定位吸附*第一層的吸附熱是常數(shù)，第二層以 后各層的吸附熱都相等并等同于凝 聚熱*吸附是無
3、限層多分子層吸附模型θ0θ1θ2θ3氣體分子在第零層上吸附形成第一層的速度等于第一層脫附形成第零層的速度：┆為了簡化方程，BET引進兩個假設：假設1：假設2：方程的推導其中，，對(1)式進行數(shù)學處理，即得BET方程（1）BET方程對Ⅱ型和Ⅲ型等溫線的解釋C>1時，即E1>El，Ⅱ型等溫線C較小時，即E1>El，Ⅲ型等溫線研究表明(Jones，1951)：C＝2是臨界點BET方程計算比表面積BET方程的線性形式p/p0在0.05-0.35之間成立ACF炭紙關于am的幾點說明各種吸附質(zhì)分子的占有面積BET方程的局限性關于表面均一性的假設忽略同層分子之間的作用力關于E1是常數(shù)的假設BET方程
4、的改進N層吸附BET方程為：3.2.5毛細孔凝聚理論-Kelvin方程設一單組分體系，處于氣（）液（）兩相平衡中。此時，氣液兩相的化學勢相等：如果給其一個微小的波動，使得體系在等溫條件下，從一個平衡態(tài)變化至另一個平衡態(tài)。則根據(jù)（12）式有：(13)(14)將（13）式帶入上式得到：因此，（14）式可以寫做：(15)Kelvin方程：關于Kelvin方程的幾點說明*Kelvin方程給出了發(fā)生毛細孔凝聚現(xiàn)象時孔尺寸與相對壓力之間的定量關系*毛細孔凝聚與多分子層吸附不是兩個獨立的過程*關于Kelvin半徑Kelvin方程對Ⅳ和Ⅴ型等溫線的解釋發(fā)生毛細孔凝聚時孔尺寸與相對壓力的關系（77KN2
5、吸附）r(nm)p(tor)p/p01251020252974756306917257320.3910.6250.8290.9090.9540.963吸附滯后現(xiàn)象球形圓柱形幾種常見的吸附回線E類回線：典型的例子是具有“墨水瓶”結(jié)構(gòu)的孔。如在r處凝聚：如在R處凝聚：＜＞3.2.6Polanyi吸附勢理論吸附勢ε將1mol氣體從主體相吸引到吸附空間（吸附相）所作的功。吸附空間剖面圖吸附勢的計算公式：如果吸附溫度遠低于氣體的臨界溫度，設氣體為理想氣體，吸附相為不可壓縮的飽和液體，則吸附勢可表示為：吸附相體積對吸附勢的分布曲線具有溫度不變性。特征曲線活性炭吸附CO2的特征曲線為什么Polany
6、i吸附勢理論不能用于超臨界吸附？3.2.7微孔填充理論和DR方程微孔內(nèi)的勢場表面覆蓋(surfacelayering)微孔填充(porefilling)D-R方程DR標繪~DA方程303K苯在活性炭上吸附數(shù)據(jù)的DA擬和點：實驗數(shù)據(jù)，線：方程擬和3.2.8Frenkel-Halsey-Hill厚板理論－195℃氬氣在Spheron6炭黑上的吸附等溫線FHH吸附式：～
