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一文讀懂化學吸附儀的工作原理

閱讀:2320        發布時間:2022-10-25
  化學吸附儀原理是BET多層吸附模型,理論基礎是Langmuir吸附等溫式。低壓下氣體在金屬表面的吸附,基于吸附-脫附的分子動力學模型推導出一個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為吸附質蒸氣吸附平衡時的壓力;a為吸附系數,是吸附平衡常數。
 
  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,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時,θ≈1,吸附量為單層吸附容量,與壓力無關。
 
  Langmuir模型的基本假設為:
 
  (1)吸附劑表面存在吸附位,吸附質分子只能單層吸附于吸附位上;
 
  (2)吸附位在熱力學和力學意義上是均一的(吸附劑表面性質均勻),吸附熱與表面覆蓋度無關;
 
  (3)吸附分子間無相互作用,沒有橫向相互作用;
 
  (4)吸附-脫附過程處于動力學平衡之中。
 
  Langmuir公式是一個理想的吸附公式,代表了在均勻表面上吸附分子彼此沒有作用,而且吸附是單分子層情況下吸附達到平衡時的規律,但是在實踐中不乏與其相符的實驗結果。這可能是實際非理想的多種因素互相抵消所致。

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