第5章-气固界面-1吸附等温式
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第五章气固相催化反应本征动力学
本身在反应前后没有变化
石油化学工程系 化学工程与工艺教研室 weigang
（2）
催化剂
不会改变
反应物质最终 所能达到的平衡状态 催化剂并不改 变化学平衡
对于催化或非 催化反应都有：
G RT ln K
0
（3）对于任何一个可逆反应
催化剂
同倍加快
正、逆反应速率
1
且K
k1 k2
K—化学平衡常数； γ—化学平衡常数； k1、 k2—正、逆反应速率常数；
方法是：1）适度加热驱除易除去的外来杂质； 2）小心燃烧除去顽固杂质； 3）用氢气、硫化氢、一氧化碳或氯化烃作为活化剂 活化催化剂。
石油化学工程系
化学工程与工艺教研室
weigang
5、催化剂的开工和停工
开工的不稳定阶段，可能 会发生温度失控而破坏催 化剂的活性，所与需要一 个专门的开车程序。
新催化剂
石油化学工程系 化学工程与工艺教研室 weigang
5.1.2 非均相催化反应速率表达
反 应 速 率 定义：单位反应体系中反应程度随时间的变化率。
r 1 d V dt
注意单位！
基准
单位质量催化剂wcat 单位体积催化剂Vcat
反应速率r
r
反应速率(-rA)
1 d 1 dnA (5.1 - 1) (rA ) (2.1 - 2) Wcat dt Wcat dt 1 d 1 dnA r (2.1 - 3) (rA ) (2.1 - 4) Vcat dt Vcat dt
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总反应式可以写成：
A+B+2σ
R+S+2σ
第5章 气固界面
Colloid and Surface Chemistry
第五章 气固界面
1
5.1 固体表面的特性
固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也 是不均匀的。 固体与液体的一个重要不同点，是液体分子易 于移动，而固体分子几乎是不移动的。 液体表面——易于波动，有自动缩小的趋势，形成 光滑均匀的表面； 固体表面——很难变形，不易缩小，是不均匀的。 即使从宏观上看似乎很光滑，但从原子水平上看是 凹凸不平的。
弯曲液面上的蒸汽压 Kelvin公式
2 Vm RT ln p r
r *
p
凸液面，蒸汽压较平液面的高；凹液面，蒸汽压较平液面的低； 对于孔性固体构成，孔中液面与孔外液面的曲率不同。在 形成凹形液面的情况下，孔中液体的平衡蒸气压低于液体 的正常蒸气压。故在体系蒸气压低于正常饱和蒸气压时即 可在毛细管中发生凝结。此即所谓毛细凝结现象。
——Langmuir吸附等温式 式中a称为吸附系数，它的大小代表了固体 表面吸附气体能力的强弱程度。
32
ap q 1 ap
以q 对p 作图，得：
33
两种极限情况
1.当 p 很小或 吸附很弱时， ap <<1，q = ap， q 与 p 成线性关系。 2.当p很大或 吸附很强时， ap>>1，q =1， q 与 p无关， 吸附已铺满单分子层。
van der waals引力将气体分子吸附到表面上的。因为分子之 间也有van der waals力，故气相中的分子撞在被吸附的分子 上面时也有被吸附的可能。即吸附可以是多分子层的。这是 BET理论与Langmuir理论的主要不同点。 第一层吸附与第二层吸附，因为相互作用的对象不同， 故吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近于凝聚热。 41
第五章 气固界面
1
5.1 固体表面的特性
固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也 是不均匀的。 固体与液体的一个重要不同点，是液体分子易 于移动，而固体分子几乎是不移动的。 液体表面——易于波动，有自动缩小的趋势，形成 光滑均匀的表面； 固体表面——很难变形，不易缩小，是不均匀的。 即使从宏观上看似乎很光滑，但从原子水平上看是 凹凸不平的。
弯曲液面上的蒸汽压 Kelvin公式
2 Vm RT ln p r
r *
p
凸液面，蒸汽压较平液面的高；凹液面，蒸汽压较平液面的低； 对于孔性固体构成，孔中液面与孔外液面的曲率不同。在 形成凹形液面的情况下，孔中液体的平衡蒸气压低于液体 的正常蒸气压。故在体系蒸气压低于正常饱和蒸气压时即 可在毛细管中发生凝结。此即所谓毛细凝结现象。
——Langmuir吸附等温式 式中a称为吸附系数，它的大小代表了固体 表面吸附气体能力的强弱程度。
32
ap q 1 ap
以q 对p 作图，得：
33
两种极限情况
1.当 p 很小或 吸附很弱时， ap <<1，q = ap， q 与 p 成线性关系。 2.当p很大或 吸附很强时， ap>>1，q =1， q 与 p无关， 吸附已铺满单分子层。
van der waals引力将气体分子吸附到表面上的。因为分子之 间也有van der waals力，故气相中的分子撞在被吸附的分子 上面时也有被吸附的可能。即吸附可以是多分子层的。这是 BET理论与Langmuir理论的主要不同点。 第一层吸附与第二层吸附，因为相互作用的对象不同， 故吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近于凝聚热。 41
《热质交换原理与设备》课件：第5章 吸附和吸收处理空气的原理与方法
第5章 吸附和吸收处理空气的原理与方法
§5.1 吸附材料处理空气的机理和方法 §5.2 吸收剂处理空气的机理和方法
5.1 吸附材料处理空气的机理和方法
5.1.1 吸附的基本知识和概念
（1）吸附、吸附质和吸附剂
吸附现象是产生在相异两相的边界面上的一种分子 积聚现象。吸附就是把分子配列程度较低的气相分子浓 缩到分子配列程度较高的固相中。
化学吸附起因于吸附质分子与吸附剂表面分子(原子)的化学作用， 在吸附过程中发生电子转移和共有原子重排以及化学键断裂与形 成等过程。化学吸附多是单层吸附。
很多时候物理吸附和化学吸附很难严格划分
（3）吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线
对于给定的吸附质-吸附剂组合对，在平衡状态下吸附剂对吸 附质的吸附量可直观地表示为
真密度ρs：表示单位体积吸附剂物质的质量 颗粒密度（表观密度） ρp：为吸附剂颗粒的质量与吸附剂颗粒的体积
之比。颗粒体积包括吸附物质体积和颗粒内孔隙体积。
5.1.2 等温吸附线
常见的吸附剂的吸附等温线有
朗谬尔公式（Language isotherm）
适于单层等温吸附
弗雷德里克公式
仅用于吸附质未达到饱和状态时的吸附现象描述，出现凝结 和结晶时，吸附现象不明显
（5-1）
则其单位质量的总内能为
（5-2）
当物质的比表面积很大时，表面能就会对物质的性能产生很大 的影响。
两相物质边界上的非平衡力(表面力)使得边界表面上的分子(原 于、离子)数目与所接触相内部对应的微粒数目不同。这种非平衡力 导致的物质微粒在表面上聚集程度的改变就是通常所说的吸附。
（2）吸附的种类
吸附为界面现象，性能好的吸附剂单位质量具有较高的表面积 (称为比表面积，m2/g吸附剂)，因此好的吸附剂都为多孔介质。
§5.1 吸附材料处理空气的机理和方法 §5.2 吸收剂处理空气的机理和方法
5.1 吸附材料处理空气的机理和方法
5.1.1 吸附的基本知识和概念
（1）吸附、吸附质和吸附剂
吸附现象是产生在相异两相的边界面上的一种分子 积聚现象。吸附就是把分子配列程度较低的气相分子浓 缩到分子配列程度较高的固相中。
化学吸附起因于吸附质分子与吸附剂表面分子(原子)的化学作用， 在吸附过程中发生电子转移和共有原子重排以及化学键断裂与形 成等过程。化学吸附多是单层吸附。
很多时候物理吸附和化学吸附很难严格划分
（3）吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线
对于给定的吸附质-吸附剂组合对，在平衡状态下吸附剂对吸 附质的吸附量可直观地表示为
真密度ρs：表示单位体积吸附剂物质的质量 颗粒密度（表观密度） ρp：为吸附剂颗粒的质量与吸附剂颗粒的体积
之比。颗粒体积包括吸附物质体积和颗粒内孔隙体积。
5.1.2 等温吸附线
常见的吸附剂的吸附等温线有
朗谬尔公式（Language isotherm）
适于单层等温吸附
弗雷德里克公式
仅用于吸附质未达到饱和状态时的吸附现象描述，出现凝结 和结晶时，吸附现象不明显
（5-1）
则其单位质量的总内能为
（5-2）
当物质的比表面积很大时，表面能就会对物质的性能产生很大 的影响。
两相物质边界上的非平衡力(表面力)使得边界表面上的分子(原 于、离子)数目与所接触相内部对应的微粒数目不同。这种非平衡力 导致的物质微粒在表面上聚集程度的改变就是通常所说的吸附。
（2）吸附的种类
吸附为界面现象，性能好的吸附剂单位质量具有较高的表面积 (称为比表面积，m2/g吸附剂)，因此好的吸附剂都为多孔介质。
第五章_固体表面吸附(固-气界面吸附)
De : 一孤对粒子从无穷远至键合离子间的平衡距离 re 的结合能； r: 孤对原子中表面一原子与吸附质原子间任意的距离。 a:双原子分子的弹力系数。
③化学吸附具有选择性
如：CO在金属表面上的吸附
O C MM
OO CC MM
NO + 1/2O2 CH2=CH2 + 1/2O2
NO2 O
NO只在Pt上吸附 只用Ag作催化剂。
无选择性；吸附热与气体凝聚热相近；吸附速度快；多层吸附。
（2）相互作用势能
设 f 代表作用力，r 为粒子间距离，U(r)为粒子间相互作用势能，有：
f U (r) r
或
r
U(r)
f dr
永久偶极矩相互作用势能为：
U (r)
2 3
12 22
3k Tr 6
诱导偶极矩相互作用势能为：
Ui(r)
( i 2 12
使体相中某些组分在表面区产生富集的现象。 其特点为组成随表面吸附质不同而变化。
如：Ag-Pd合金，吸附CO时，体相中的Pd可通过扩散到达 表面与CO形成羰基键，从而使表面富Pd。除去CO后，表面 组成由回到原来的状态。
第二节 物理吸附和化学吸附
1、物理吸附与Lennard-Jone势能曲线
（1）物理吸附特点
S
RT
则：
p
或： bp
b(1 )
1 bp
若有两种气体存于表面而发生竞争吸附时：
则：
A
பைடு நூலகம்
bA pA 1 bA pA bB
pB
B
bB pB 1 bA pA bB
pB
如果吸附解离成两个碎片，且各占据一个吸附位置，则：
f ( ) (1 )2 f '( ) 2
③化学吸附具有选择性
如：CO在金属表面上的吸附
O C MM
OO CC MM
NO + 1/2O2 CH2=CH2 + 1/2O2
NO2 O
NO只在Pt上吸附 只用Ag作催化剂。
无选择性；吸附热与气体凝聚热相近；吸附速度快；多层吸附。
（2）相互作用势能
设 f 代表作用力，r 为粒子间距离，U(r)为粒子间相互作用势能，有：
f U (r) r
或
r
U(r)
f dr
永久偶极矩相互作用势能为：
U (r)
2 3
12 22
3k Tr 6
诱导偶极矩相互作用势能为：
Ui(r)
( i 2 12
使体相中某些组分在表面区产生富集的现象。 其特点为组成随表面吸附质不同而变化。
如：Ag-Pd合金，吸附CO时，体相中的Pd可通过扩散到达 表面与CO形成羰基键，从而使表面富Pd。除去CO后，表面 组成由回到原来的状态。
第二节 物理吸附和化学吸附
1、物理吸附与Lennard-Jone势能曲线
（1）物理吸附特点
S
RT
则：
p
或： bp
b(1 )
1 bp
若有两种气体存于表面而发生竞争吸附时：
则：
A
பைடு நூலகம்
bA pA 1 bA pA bB
pB
B
bB pB 1 bA pA bB
pB
如果吸附解离成两个碎片，且各占据一个吸附位置，则：
f ( ) (1 )2 f '( ) 2
固体表面的吸附
他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均 匀的观点，但他们认为吸附是多分子层的。当然第 一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用的对象 不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸 附热接近与凝聚热。
在这个基础上他们导出了BET吸附二常数公式。
BET多层吸附公式
V
Vm
( ps
cp p)[1 (c 1) p /
p ps
n1
若n =1，为单分子层吸附，上式可以简化为
Langmuir公式。
若n =∞，(p/ps)∞→0，上式可转化为二常数公式
三常数公式一般适用于比压在0.35~0.60之间的吸附。
Tёмкин方程式
V Vm
q
RT
ln A0 p
式中 , A 是常数
以 q ln p 或 V ln p 作图，的一直线
1 ap
这公式称为 Langmuir吸附等温式，式中a 称为 吸附平衡常数（或吸附系数），它的大小代表了固
体表面吸附气体能力的强弱程度。
以q 对p 作图，得：
1.当p很小，或吸附很弱，
ap<<1，q = ap，q 与 p成
线性关系。
q
2.当p很大或吸附很强时，
ap>>1，q =1，q 与 p
无关，吸附已铺满单分 子层。
比压太低，建立不起多分子层物理吸附；
比压过高，容易发生毛细凝聚，使结果偏高。
如果吸附层不是无限的，而是有一定的限制，
例如在吸附剂孔道内，至多只能吸附n层，则BET
公式修正为三常数公式：
V
Vm
cp ( ps p)
1 (n
1)
p ps
n
n
p ps
在这个基础上他们导出了BET吸附二常数公式。
BET多层吸附公式
V
Vm
( ps
cp p)[1 (c 1) p /
p ps
n1
若n =1，为单分子层吸附，上式可以简化为
Langmuir公式。
若n =∞，(p/ps)∞→0，上式可转化为二常数公式
三常数公式一般适用于比压在0.35~0.60之间的吸附。
Tёмкин方程式
V Vm
q
RT
ln A0 p
式中 , A 是常数
以 q ln p 或 V ln p 作图，的一直线
1 ap
这公式称为 Langmuir吸附等温式，式中a 称为 吸附平衡常数（或吸附系数），它的大小代表了固
体表面吸附气体能力的强弱程度。
以q 对p 作图，得：
1.当p很小，或吸附很弱，
ap<<1，q = ap，q 与 p成
线性关系。
q
2.当p很大或吸附很强时，
ap>>1，q =1，q 与 p
无关，吸附已铺满单分 子层。
比压太低，建立不起多分子层物理吸附；
比压过高，容易发生毛细凝聚，使结果偏高。
如果吸附层不是无限的，而是有一定的限制，
例如在吸附剂孔道内，至多只能吸附n层，则BET
公式修正为三常数公式：
V
Vm
cp ( ps p)
1 (n
1)
p ps
n
n
p ps
第5章-吸附和吸收处理空气原理与方法
非极性吸附剂（憎水性）：活性碳 硅胶、活性氧化铝及沸石的性能比较
4.吸附传质机理与数学模型
传质速度是决定吸附性能的重要因素之一； 传质速度由以下机理决定：
在吸附剂颗粒外流体边界层内的对流传质； 在吸附剂颗粒内部被吸附物质的分子扩散； 在吸附点进行的吸附反应。
吸附时，气体先通过气膜到达颗粒表面，然后才 向颗粒内扩散，脱附时则逆向进行。
进行预处理，以防堵塞。
5.1吸附材料处理空气的机理和方法
1.基本知识和概念
几个名词
吸附现象：相异二相界面上的一种分子积聚现象。 吸附(adsorption)：把分子配列程度较低的气相
分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。 吸附剂(adsorbent)：使气体浓缩的物质。 吸附质(adsorbate) ：被浓缩的物质。 例如: 硅胶（吸附剂），水蒸汽（吸附质）
适用范围：多分子层吸附，0.05<p/p0<0.35。
微孔吸附
与吸附质分子大小相当的微孔，其周壁的吸引 力使吸附剂分子填充微孔而产生吸附作用。
对于给定的吸附剂和吸附质，吸附平衡与温度 无关，可用吸附势表示：
q
W W (Es )
Es
RT
ln
p ps
3. 常用吸附剂的类型和性能
极性吸附剂（亲水性）：硅胶、多孔活性铝、 沸石等铝硅酸盐
气体吸收是用适当的液体吸收剂来吸收气体或 气体混合物中的某种组分的一种操作。
气体被吸收的程度，取决于气体的分压力。 液体除湿剂对水蒸汽有很强的吸收能力。 大量吸收水分后，吸收液的浓度变稀，除湿能
力也随之降低，为连续吸湿，需将稀溶液加热 浓缩（再生）。水分蒸发，溶液浓缩后，重复 使用。
二、液体吸收剂的性能要求
计算公式和浓度方程
4.吸附传质机理与数学模型
传质速度是决定吸附性能的重要因素之一； 传质速度由以下机理决定：
在吸附剂颗粒外流体边界层内的对流传质； 在吸附剂颗粒内部被吸附物质的分子扩散； 在吸附点进行的吸附反应。
吸附时，气体先通过气膜到达颗粒表面，然后才 向颗粒内扩散，脱附时则逆向进行。
进行预处理，以防堵塞。
5.1吸附材料处理空气的机理和方法
1.基本知识和概念
几个名词
吸附现象：相异二相界面上的一种分子积聚现象。 吸附(adsorption)：把分子配列程度较低的气相
分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。 吸附剂(adsorbent)：使气体浓缩的物质。 吸附质(adsorbate) ：被浓缩的物质。 例如: 硅胶（吸附剂），水蒸汽（吸附质）
适用范围：多分子层吸附，0.05<p/p0<0.35。
微孔吸附
与吸附质分子大小相当的微孔，其周壁的吸引 力使吸附剂分子填充微孔而产生吸附作用。
对于给定的吸附剂和吸附质，吸附平衡与温度 无关，可用吸附势表示：
q
W W (Es )
Es
RT
ln
p ps
3. 常用吸附剂的类型和性能
极性吸附剂（亲水性）：硅胶、多孔活性铝、 沸石等铝硅酸盐
气体吸收是用适当的液体吸收剂来吸收气体或 气体混合物中的某种组分的一种操作。
气体被吸收的程度，取决于气体的分压力。 液体除湿剂对水蒸汽有很强的吸收能力。 大量吸收水分后，吸收液的浓度变稀，除湿能
力也随之降低，为连续吸湿，需将稀溶液加热 浓缩（再生）。水分蒸发，溶液浓缩后，重复 使用。
二、液体吸收剂的性能要求
计算公式和浓度方程
气固吸附理论
42气固吸附理论气固吸附是界面吸附的一个主要组成部分，它涉及到催化、气体的净化和分离、环境保护等工业过程，具有重要的应用背景。
二十世纪前半期，人们已相继提出了许多吸附等温方程，并从模型入手建立了若干气固吸附理论，使吸附现象得到了定量乃至本质的描述。
本专题旨在介绍几个有影响的气固吸附理论和吸附等温式。
1. Langmuir 单分子层吸附理论1916年，美国物理化学家Langmuir Irving （朗缪尔）根据固体表面原子的力的不饱和性和分子间作用力随距离增大迅速衰减的事实，首先提出了一个单分子层吸附理论，这个理论建立在如下模型的基础上：① 固体表面存在一定数量的活性位site) (active ，它们能够吸附气体分子，但每个活性位只能吸附一个分子，因此，吸附是单分子层的。
② 这些活性位均匀地分布在固体表面上，且每一个活性位具有相同的吸附活性，或者说，无论气体分子吸附在哪个活性位上，释放的热量是一样的。
③ 已吸附的气体分子间不相互作用，换句话说，气体分子的吸附和脱附均与已吸附的周围分子无关。
于是，Langmuir 根据吸附达动态平衡时，吸附速率应等于脱附速率，用动力学方法作了如下推导：设吸附达平衡时，已被吸附的活性位占总活性位的分数为θ，气体的平衡压力为p ，则吸附速率不仅与压力p 成正比，而且也应与裸露的活性位分数θ−1成正比，即)1(θα−=p r a (42-1)式中α为比例系数。
脱附速率则除了与活性位的覆盖分数θ成正比外，还应与已吸附的气体分子中具有逃离活性位所需能量的分子分数成正比。
这个分子分数按Boltzmann 分布定律可表示为RTq kTf qN N //a *a aae e −−==ε (42-2)式中a N 是已吸附的气体分子总数；*a N 是具有逃离活性位所需最低能量a ε的分子数；q 是已吸附分子的配分函数，对于指定的温度和系统，这个定域子的配分函数是一个常数。
它的倒数即f ；k 是Boltzmann 常数；m ads a a H L q Δ−==ε即吸附能或吸附热的绝对值。
langmuir吸附等温式bads
Langmuir吸附等温式是描述物质在固体表面吸附行为的数学模型。
它是由美国化学家Irving Langmuir在1918年提出的，用于描述气体或溶液中物质在固体表面上吸附的过程。
Langmuir吸附等温式在各种领域均有着重要的应用，如表面化学、环境科学、材料科学等，对于研究物质在固体表面上的吸附行为以及相关的催化、分离等过程具有重要意义。
1. Langmuir吸附等温式的基本原理Langmuir吸附等温式是描述物质在固体表面上吸附行为的理论基础。
其基本假设是在固体表面上存在一定数量的吸附位点，吸附物质与吸附位点之间的结合是均匀、单分子的。
Langmuir吸附等温式的数学表达式为：\[ \theta = \frac{Kc}{1 + Kc} \]式中，\[ \theta \]表示覆盖度，即单位表面上被吸附的物质的量与该表面上原有的吸附位点的比例；\[ c \]表示吸附物质在溶液或气相中的浓度；\[ K \]称为Langmuir吸附常数，它是与吸附物质与固体表面之间的相互作用强度相关的参数。
Langmuir吸附等温式的数学模型简洁而优美，从它的表达式中可以清晰地看出吸附覆盖度和吸附物质浓度之间的关系。
2. Langmuir吸附等温式的适用范围Langmuir吸附等温式适用于描述在吸附过程中，当吸附位点上吸附物质密度较小时的情况。
在此条件下，固体表面上的吸附位点相互之间相互独立，吸附物质之间没有相互作用。
另外，Langmuir吸附等温式还适用于描述在固定温度和浓度条件下，吸附物质在固体表面上的覆盖度随浓度变化的规律。
在实际应用中，Langmuir吸附等温式常常用于描述气体或溶液中物质在固体表面上的吸附行为，如工业上的吸附分离、催化等过程。
3. Langmuir吸附等温式的拓展和改进尽管Langmuir吸附等温式在描述物质在固体表面上的吸附行为方面有着重要的意义，但是它在某些情况下存在一定的局限性。
在高浓度下，Langmuir吸附等温式对实际情况与理论预测之间存在较大差异；在多层吸附现象下，Langmuir吸附等温式也无法很好地描述实际情况。
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8.2 Physical and chemical adsorption
Furthermore, the adsorbed atoms are localized at particular sites on the solid surface and only one layer of adsorbate may be chemisorbed. 化学吸附的位点是特定的，吸附的层数只能为一。
ΔG= Δ H-T Δ S
8.1 Introduction 引言
The adsorption of gases plays an important role in many processer, in particular heterogeneous catalysis（异相催化）. 气体的吸附在很多进程中其重要作用，尤其是异相催化。
8.2 Physical and chemical adsorption
In chemisorption, on the other hand, a chemical bond is formed. Consequently the enthalpies of the adsorption are much greater (~>80kJ/mol) than for physical adsorption. There are occasional exceptions (e.g. for the chemisorption of hydrogen on glass the enthalpy is only about 12 kJ/mol). 化学吸附存在化学键的形成， 其焓变大得多(~>80kJ/mol) 。 不过也有例外。
“The calculations for the supported system clarify that the γ-Al2O3 support increases NO activation for three-fold sites, while it decreases it for on-top and bridge sites.”
8.1 Introduction 引言
It is the weakening or breaking of chemical bonds that occurs upon adsorption that makes some solid surfaces effective catalysts（催化剂） for gas phase reaction. 吸附的同时发生化学键的减弱或者加强，导致某些固体成为 气相反应的催化剂。
8.2 Physical and chemical adsorption Comparing physical and chemical adsorption
Specificity 特异性 As chemical adsorption involves a chemical between gas molecules and groups on the surface of the solid it is highly specific. Physical adsorption, on the other hand， and occurs with any gas-solid combination under the appropriate conditions of temperature and pressure. 化学吸附因为存在化学反应而有特异性，但物理吸附则 只要有合适的温度和压强即可发生。
NO在P4上的三种化学吸附的形式
Fig. 4 Calculation models of NO adsorption on Pt 4 /γ-Al 2 O 3 : (a) on-top site, (b) bridge site, and (c) three-fold site. Ryota Ishimoto , Changho Jung , Hideyuki Tsuboi , Michihisa Koyama , Akira Endou , Momoji Kubo , Carlos A. Del Ca... Periodic density functional and tight-binding quantum chemical molecular dynamics study of catalytic properties on γ Al2O3 supported Pt catalysts Applied Catalysis A: General, Volume 305, Issue 1, 2006, 64 - 69 /10.1016/j.apcata.2006.02.049
8.2 Physical and chemical adsorption
The adsorption of a gas (often called the adsorbate吸附质 ) on a solid surface (often called the adsorbent吸附剂) may involve only physical interactions due to van der Waals force, or there may be a chemical interaction between the solid and the gas. 吸附质和吸附剂之间可能存在范德华力的物理相互作用 ，或者化学相互作用。
8.2 Physical and chemical adsorption Comparing physical and chemical adsorption
In comparing the characteristic of physical and chemical adsorption it is useful to use the analogies with condensation and chemical reaction. It will be seen that no single characteristic can be used to distinguish these two types of adsorption as there are often exceptions, so several characteristics should be examined.
Activated carbon is used as an adsorbent
8.2 Physical and chemical adsorption
Physical adsorption, because involves only the forces of molecular interaction, is very similar to the condensation of a vapor to form a liquid. 物理吸附只涉及分子间力，所以和气体的凝聚类似。
第五章——气固界面
李硕琦 山东科技大学材料学院 2015.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8 The gas-solid interfaces: adsorption; catalysis
8.1 Introduction 引言
A solid surface in contact with gas usually attracts an adsorbed layer of gas molecules. When adsorption occurs the process is spontaneous, which means the free energy change, ΔG, is negative. In most cases there is also a decrease in entropy(熵), ΔS, because the gas loses degrees of freedom. Hence, to ensue that ΔG is negative, the enthalpy(焓)，ΔH，negative and large enough to outweigh the entropy term: 固体表面和气体接触时会吸附一层 气体分子，如果该过程是自发的， 即意味着ΔG是负的。 而此时ΔS 下降，所以， ΔH一定为负， 而且超过ΔS项。
Fig. 3 Optimized structure of Pt 4 /γ-Al 2 O 3 system: (a) side view; (b) top view.
氧化铝表面的P4催化剂
Ryota Ishimoto , Changho Jung , Hideyuki Tsuboi , Michihisa Koyama , Akira Endou , Momoji Kubo , Carlos A. Del Ca... Periodic density functional and tight-binding quantum chemical molecular dynamics study of catalytic properties on γ Al2O3 supported Pt catalysts Applied Catalysis A: General, Volume 305, Issue 1, 2006, 64 - 69 /10.1016/j.apcata.2006.02.049
8.2 Physical and chemical adsorption
The enthalpy (焓变) of the physical adsorption is roughly (20 kJ/mol) the same as the enthalpy of condensation and in many ways the adsorbed materials, especially when many layers have been adsorbed, behaves like a two dimensional liquid. 物理吸附的焓变大约是20 kJ/mol，和凝聚的焓变相同。