1、012345678910 11 12 13 14051015202530Tc=154.58K268K298K253K118K138K158K178K198K218K238K283K313K n/mmol.g-1p/MPa氧氣在活性炭上吸附等溫線氧氣在活性炭上吸附等溫線等溫線的形狀反應了固體表面性質、孔結構和氣固分子之間的作用力的特性。 （I） （II） （III） （IV）（V）類型I僅單分子層吸附，如氨在血碳上的吸附或低溫時氧在硅膠上吸附；II多分子層吸附，常見，如低溫時氮在硅膠或鐵催化劑上的吸附；III發生了毛細管凝結現象，如溴在硅膠上的吸附；IV與II相似，但孔容有限，如苯在氧化鐵上的吸

2、附；V與III相似，但孔容有限，如水蒸氣在活性炭上的吸附。np/p001型等溫線型等溫線l 化學吸附，單分子層，極限吸附量化學吸附，單分子層，極限吸附量l 微孔吸附劑，孔填充微孔吸附劑，孔填充l 超臨界吸附超臨界吸附np/p001Bn01p/p0型和型和型等溫線型等溫線無孔固體，開放表面，表面覆蓋機理無孔固體，開放表面，表面覆蓋機理Bn01p/p0n01p/p0和和型等溫線型等溫線中孔凝聚中孔凝聚np/p0類等溫線類等溫線均勻表面，每一臺階相當于吸滿一層分子均勻表面，每一臺階相當于吸滿一層分子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

3、方程Henry方程 吸附量與平衡壓力滿足過原點的線性關系 n=kp k是Henry常數 Freundlich 方程 Henry方程的擴展 n=kp1/m當m1時回歸Henry方程 線性形式 lgn=lgk+(1/m)lgp單分子層吸附理論1916年朗格謬在研究低壓氣體在金屬表面吸附時，根據試驗數據得出的固體對氣體的吸附理論，通常稱為單分子層吸附理論，也稱理想吸附理論。模型如下固體表面是均勻的，所有未覆蓋的空位都是等效的，吸附能力相同，吸附熱是常數，不隨覆蓋度的變化而變化。被吸附分子間無相互影響，相互間無作用力。吸附、脫附不受鄰近分子的影響，可自由進行。吸附的氣體分子在已吸附的表面上只發生彈性碰

4、撞，無能量交換與損失。吸附層是單分子層。固體表面原子力場不飽和，有吸附力場存在。吸附力場范圍約為分子直徑。氣體分子只有進入此力場范圍的空白表面活性中心上才能被吸附，所有固體表面的吸附層只能是單分子層。每個吸附分子只占一個吸附活性中心，活性中心完全被吸附物占有時就不再吸附，即單分子層飽和吸附。朗格謬從動力學觀點出發，認為氣體在固體上的吸附是氣體分子吸附與脫附兩種過程達到動態平衡的結果。顯然，氣體分子只有碰到吸附劑的“空白”表面才能發生吸附作用。當固體表面吸滿單分子層時，吸附即達到飽和。由于熱運動的結果，已吸附在固體表面上的分子一部分可以脫附而重新回到氣相。當吸附達到平衡時，氣體分子吸附速度與脫附

5、速度相等。根據以上分析，朗格謬導出了下面的式子： 或1mb pnnb p0pp=pk1H e n r y 定 律式中，bk1k-1，稱吸附系數，與吸附劑、質本性及溫度有關。b愈大，吸附能力愈強，b有壓力倒數的量綱。1mmppnn bn朗格謬等溫方程是一個理論式，它描述的是在均勻表面，吸附分子之間彼此沒有作用，而且是在單分子層吸附的情況下，吸附達到平衡時的規律。它適用于中等覆蓋度，既可以是物理吸附也可以是化學吸附。其在吸附理論中的作用類似于氣體運動理論中的理想氣體定律。因此，朗格謬吸附模型僅是實際情況的理想化。大多數體系都不能在比較大的覆蓋度范圍內符合朗格謬方程，而且溫度越低或壓力越高，偏差就越

6、大。只有那些基本符合朗格謬假設的體系，如活性炭吸附N2O，硅膠吸附CO2等，才能用該等溫方程處理，并可得到滿意結果。多分子層吸附理論多分子層吸附理論BET理論是1938年Brunauer、Emmett和Teller基于Langmuir模型提出的多層吸附理論，其基本假定是：已吸附了單層的表面，還可通過分子間引力再吸附第二層、第三層，各相鄰吸附層之間存在著動態平衡；并不一定要等一層吸附滿了才能開始吸附下一層，所以表面不同位置吸附的分子層數不一定相同；第一層吸附的吸附熱q1與其余各層吸附的吸附熱不同，在第二層以上的吸附由于都依靠分子間引力，所以吸附熱相同并接近于被吸附物質的凝聚熱qi；假定固體表面是

7、均一的，被吸附分子之間沒有相互作用力。多分子層吸附模型多分子層吸附模型 0 0 1 1 2 2 3 301ii0miinni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：11011expEa paRT22122expEa paRT1expiiiiiEa paRT為了簡化方程，BET引進兩個假設： 假設1： 23ilEEEE假設2： 3223iiaaagaaa方程的推導方程的推導111iimiiCixnnCx其中， explEpxgRT111explEEa gCaRT，對(1)式進行數學處理，即得 (1)(1)mnCxnxxCx0exp1expllEpxgRTpEgRT0pxpBETBET方程方程（1）C1時，即E1El，型等溫線C較小時，即E1El，型等溫線研究表明(Jones，1951)：C2是臨界點BET方程計算比表面積BET方程的線性形式0011()mmpCpn ppn Cn Cpp/p0在0.05-0.35之間成立以p/V（p0-p）對p/p0作圖，得一直線，若知吸附質分子的截面積A ，可計算出吸附劑比表面AW（比L式