第一章-吸附的基本概念.ppt

第一讲吸附基本概念,1.1.1发展历史,吸附剂及其应用的发展：1773年，木炭吸附气体，沸石分子筛的发现及应用新型有序介孔材料。吸附理论的发展：1917年，Langmuir方程；BET方程、Kelvin方程、DA方程等。,1.1.2基本概念,吸附吸附（adsorption）是指在固相气相、固相液相、固相固相、液相气相、液相液相等体系中，某个相的物质密度或溶于该相中的溶质浓度在界面上发生改变（与本体相不同）的现象。,吸附剂（Adsorbent）具有吸附作用的物质。吸附质（adsorbate）被吸附的物质。,吸附剂与吸附质,1.1.2基本概念,吸附等温线（adsorptionisotherm）温度一定时，吸附量与压力（气相）或浓度（液相）的关系。吸附等压线（adsorptionisobar）压力一定时，吸附量与温度的关系。吸附定量线（adsorptionisostere）吸附量一定时，压力与温度的关系。,吸附质离开界面引起吸附量减少的现象称为脱附（desorption）。,理想表面非理想表面,固体表面,MCM-41有序介孔材料的透射电镜图（TEM）,活性炭的TEM图（椰壳基和石油焦基）,孔,IUPAC分类：微孔（micropore）:50nm,1.6密度,真密度：质量除以不包括孔容积（但包括闭孔孔容）在内的体积得到的密度。表观密度：质量处以包括孔容积在内的体积得到的密度。容积密度（堆密度）：质量处以包含粉末粒子间隙的体积得到的密度。,真密度测量,参考文献,1、F.Rouquerol,J.Rouquerol,K.Sing,Adsorptionbypowdersandporoussolids,AcademicPress,19992、DuongD.Do.Adsorptionanalysis:equilibriaandkinetics.ImperialCollegePress,19983、J.Toth.Adsorptiontheory,modeling,andanalysis.NewYork:MarcelDekker,Inc,2002,175叶振华，化工吸附分离工程，1992R.T.Yang,吸附法气体分离，1991严继民，吸附与凝聚，1986,色散力偶极子作用四极子作用,1.2吸附作用,范德华力（vanderwaals）,静电力氢键表面修饰,势能曲线U(r)LenardJones公式,色散力,2.2偶极子相互作用,色散力偶极子作用四极子作用,r-3,2.3四极子相互作用,在吸附质和吸附剂之间或吸附剂相互之间也产生静电引力或斥力。当固体表面有酸性位或碱性位时，表面就带正电荷或负电。这种表面在溶液中就会发生离子交换。,静电力,氢键,羟基-OH、羧基-COOH、磺酸基-SO3H、氨基-NH2等官能团,H,O、S、N、F、Cl,氢键作用力是范德华力的5-10倍。,表面修饰,活性炭BY-2化学改性后的表面性质和储氢容量,氧气在活性炭上吸附等温线,1.3吸附等温线,n=f(T，p),3.1吸附等温线的类型,等温线的形状反应了固体表面性质、孔结构和气固分子之间的作用力的特性。,型等温线,化学吸附，单分子层，极限吸附量微孔吸附剂