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吸附研究常用模型介绍 1 主要内容 一 吸附等温线1 Freundlich吸附等温线2 Langmuir吸附等温线二 吸附动力学1 一级动力学模型2 二级动力学模型3 W M动力学模型三 吸附热力学 2 Freundlich吸附等温线 是一个经验方程 没有假设条件 方程形式如下 线性化 是吸附平衡常数 一般认为 1 1 n的数值一般在0与1之间 其值的大小则表示浓度对吸附量影响的强弱 1 n越小 吸附性能越好 1 n在0 1 0 5 则易于吸附 1 n 2时难以吸附 2 KF值可视为c为单位浓度时的吸附量 一般说来 KF随温度的升高而降低 3 Langmuir吸附等温线 假设条件 单层表面吸附 所有的吸附位均相同 被吸附的粒子完全独立 方程 线性化 吸附剂的最大吸附量 与吸附位有关 理论上讲与温度是无关的 是吸附平衡常数 4 Langmuir吸附等温线 1 符合Langmuir等温式的吸附为化学吸附 化学吸附的吸附活化能一般在40 400kJ mol的范围 除特殊情况外 一个自发的化学吸附过程 应该是放热过程 饱和吸附量将随温度的升高而降低 2 KL为吸附作用的平衡常数 其值大小与吸附剂 吸附质的本性及温度的高低有关 KL值越大 则表示吸附能力越强 而且KL具有浓度倒数的量纲 5 一级动力学模型 边界条件 t 0 q 0 t t q q准一级动力学模型 6 二级动力学模型 边界条件 t 0 q 0 t t q q准二级动力学模型 7 吸附动力学模型 一级动力学方程 二级动力学方程 实际是通过机理推理假设 设定边界条件得到的偏微分方程 一级动力学是指反应速率与一种反应物浓度呈线性关系 二级动力学指反应速率与两种反应物浓度呈线性关系 8 吸附动力学模型 准一级和准二级因为不是遵守理想的动力学模型 而是利用某种修正方法得到的新的模型 理想单因子环境中 单因子决定反应速率称为一级动力学 现实中并不存在单因子理想条件 但是众多因子中只存在一种因子决定反应速率或理论上不是一级动力学但可以相当于一级反应的动力学称为准一级动力学 二级与准二级动力学的区别同上 9 Weber Morris模型 假设条件 1 液膜扩散阻力可以忽略或者是液膜扩散阻力只有在吸附的初始阶段的很短时间内起作用 2 扩散方向是随机的 吸附质浓度不随颗粒位置改变 3 内扩散系数为常数 不随吸附时间和吸附位置的变化而变化方程 C是涉及到厚度 边界层的常数 KWM是内扩散率常数 q对t1 2是直线且经过原点 说明吸附过程主要是由粒子内部扩散来控制 偏离的了原点则表明表示粒子外部扩散和内部扩散在整个吸附过程中占主导地位 10 吸附热力学 分离常数 Kc CAe Ce即固液相平衡浓度比根据不同T和Kc可拟合出 H和 S H 0 吸热的过程 焓变值可以区分物理吸附和化学吸附 物理吸附2 1 20 9kJmo
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