《吸附脱附曲线分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吸附脱附曲线分析（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、吸附等温线-概述吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它 们在两相中浓度之间的关系曲线。在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用 吸附方程式来表示1）。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等而宏 观地总括这些特性的是吸附等温线2）。吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。在 地质科学方面，可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用3）;在煤炭方 面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附，并且随着 压力的升高，煤对CO2选择性吸附吸附等温线-吸附等温线平衡在恒定温度下，对应一定的吸附质压力
2、，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。通过 测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。吸附等温线是对吸附现象以及固 体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分 布。吸附等温线有以下六种（图1）。前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。 吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。MlI型等温线：Langmuir等温线相应于朗格缪单房可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充 填的结果。样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。平台转折点对应 吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等
3、温线。这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附， 等温线会迅速上升。II型等温线：S型等温线相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。在低 P/P0处有拐点B,是等温线的第一个陡峭部，它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子 层吸附的完成。随着相对压力的增加，开始形成第二层，在饱和蒸气压时，吸附层数无限大。这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于20nm时常遇到。它的固体孔径尺寸无上限。在 低P/P0区，曲线凸向上或凸向下，反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。III型等温线：在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐点B在憎液性表面发生多分子层，
4、或固体和吸附质的吸附相互作用小于吸附质之间的相互作 用时，呈现这种类型。例如水蒸气在石墨表面上吸附或在进行过憎水处理的非多孔性金属氧 化物上的吸附。在低压区的吸附量少，且不出现B点，表明吸附剂和吸附质之间的作用力 相当弱。相对压力越高，吸附量越多，表现出有孔充填。有一些物系(例如氮在各种聚合物 上的吸附)出现逐渐弯曲的等温线，没有可识别的B点.在这种情况下吸附剂和吸附质的 相互作用是比较弱的。W型等温线：低P/P0区曲线凸向上，与I型等温线类似。在较高P/P0区，吸附质发生毛细管凝聚， 等温线迅速上升。当所有孔均发生凝聚后，吸附只在远小于内表面积的外表面上发生，曲线 平坦。在相对压力1接近时，
5、在大孔上吸附，曲线上升。由于发生毛细管凝聚，在这个区内可观察到滞后现象，即在脱附时得到的等温线与吸附 时得到的等温线不重合，脱附等温线在吸附等温线的上方，产生吸附滞后(adsorption hysteresis)，呈现滞后环。这种吸附滞后现象与孔的形状及其大小有关，因此通过分析吸 脱附等温线能知道孔的大小及其分布。V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。与III型等温线不同，在更高相对压力下存在 一个拐点。V型等温线来源于微孔和介孔固体上的弱气一固相互作用，微孔材料的水蒸汽吸 附常见此类线型。VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。这些台阶来源于均匀非孔表面的依次 多层吸附。液氮温度下的氮气吸附不能获得这种等温线的完整形式，而液氩下的氩吸附则可 以实现。
