3-吸附等温线
吸附等温线的3种类型 -回复
吸附等温线是指在恒定温度下，气体或其他物质与固体表面相互作用形成的等温线。
吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有3种类型，分别是单层吸附、多层吸附和准吸附。
下面将分别介绍这3种类型的吸附等温线特点。
1. 单层吸附单层吸附是指吸附分子只吸附在固体表面形成单层吸附层的吸附现象。
在单层吸附情况下，吸附分子与固体表面之间的相互作用力非常强，因此吸附等温线呈现出急剧上升的特点。
在低压下，吸附等温线随着压力的增加迅速上升，但一旦达到一定压力，吸附等温线会迅速趋于平缓，并最终趋于饱和。
单层吸附通常发生在活性吸附剂上，如活性炭对气体的吸附作用。
2. 多层吸附多层吸附是指吸附分子在固体表面形成多层吸附层的吸附现象。
多层吸附情况下，吸附分子与固体表面的相互作用力较弱，因此吸附等温线呈现出逐渐上升的趋势。
在低压下，吸附等温线随着压力的增加而逐渐上升，且不会出现迅速趋于平缓的情况。
多层吸附通常发生在非活性吸附剂上，如硅胶对水蒸汽的吸附作用。
3. 准吸附准吸附是介于单层吸附和多层吸附之间的一种吸附类型。
在准吸附情况下，吸附分子与固体表面的相互作用力介于单层吸附和多层吸附之间，呈现出吸附等温线先快速上升后逐渐趋于平缓的特点。
准吸附通常发生在具有一定孔隙结构的吸附剂上，如活性炭对大分子有机物的吸附作用。
总结吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有单层吸附、多层吸附和准吸附三种类型。
单层吸附呈现出急剧上升、迅速趋于饱和的特点；多层吸附呈现出逐渐上升的趋势；而准吸附则介于单层吸附和多层吸附之间，呈现出先快速上升后逐渐趋于平缓的特点。
了解吸附等温线的类型有助于我们深入理解吸附过程及其在实际应用中的作用，为吸附技术的研究和应用提供重要参考依据。
吸附等温线是研究吸附过程中物质分子与固体表面相互作用的重要方法之一。
吸附等温线的类型取决于吸附过程中物质分子与固体表面之间的相互作用力，主要有单层吸附、多层吸附和准吸附三种类型。
吸附等温线及动力学
V:样品实际吸附量；Vm:单层饱和吸附量；
C:与样品吸附能力有关的常数。 从上式可以看出，BET方程建立了单层饱和吸附量Vm与多层吸附量V之间的 数量关系，为比表面积测定提供了很好的理论基础。
BET方程实际上基于下面两个假设：
1. BET方程是建立在Langmuir吸附理论基础上的，但同时还认为：物理吸附 为分子间力，被吸附的分子与气相分子之间仍有此种力，故可发生多层吸附， 多层吸附与气体的凝聚相似。
度和可信度高，特别适合科研及生产单位使用。
2、孔径分布测定
（1）孔径分布介绍 超微粉体颗粒的微观特性不仅表现为表面形状的不同，很多还存在孔结构。 孔的大小、形状及数量对比表面积测定结果有很大的影响，同时材料的孔体积
大小及孔径分布规律对材料本身的吸附、催化剂稳定性等有很大影响。因此，
测定孔容积大小及孔径分布规律成为粉体材料性能测试的又一大领域，通常与 比表面积测定密切相关。
N2因其易获得性和良好的可逆吸附特性，成为最常用的吸附质。通过这种方法测 定的比表面积称之为“等效”比表面积。所谓“等效”的概念是指：样品的表面
积是通过其表面密排包覆（吸附）的氮气分子数量和分子最大截面积来表征的。
实际测定出氮气分子在样品表面平衡饱和吸附量(V)，通过不同理论模型计算出单 层饱和吸附量(Vm)，进而求出分子个数，采用表面密排六方模型计算出氮气分子 等效最大横截面积(Am)，即可求得被测样品的比表面积。计算公式如下：
Ce C 1 e qe qmax qmax K L
式中，Ce为溶液的平衡浓度，mg/L, qmax为最大吸附量（饱和），mg/g，KL
为与键合位点的亲和力及吸附能有关的Langmuir常数, L/g，
Langmuir 分子吸附模型对于当固体表面的吸附作用相当均匀，且吸附限于单分 子层时，能够较好地代表实验结果。但是由于它的假定是不够严格的，因而具有 相当的局限性。
6种吸附等温线和5种回滞环
6种吸附等温线和5种回滞环
吸附等温线是指在一定的温度下，吸附剂和吸附质之间相互作用达到平衡时，吸附物在吸附剂上的平衡浓度与吸附物在气相中的平衡浓度之间的关系曲线。
常见的吸附等温线有6种类型，分别是：
1.Ⅰ型等温线：呈一直线，表明随着温度的升高，吸附量减少。
2.Ⅱ型等温线：随着温度的升高，吸附量增加。
3.Ⅲ型等温线：随着温度的升高，吸附量先增加后减少。
4.Ⅳ型等温线：有两个明显的等温点，表明有两个不同的吸附过程。
5.Ⅴ型等温线：随着温度的升高，吸附量先减少后增加。
6.Ⅵ型等温线：在一定温度范围内，随着温度的升高，吸附量迅速增加，达到一定的峰值后又逐渐减小。
回滞环则是指当气体或液体在吸附剂上吸附时，随着压力的增加，吸附量也增加，但当压力达到一定值后，吸附量不再增加，而开始出现脱附现象，此时压力继续下降，但吸附量却开始增加。
这种现象被称为回滞环。
根据吸附剂的不
同和吸附质的性质不同，回滞环的类型也不同，常见的有5种类型，分别是：
1.H1型回滞环：在较高的压力下出现回滞环，表明有单层饱和吸附。
2.H2型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有多层饱和吸附。
3.H3型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有毛细孔凝聚。
4.H4型回滞环：在较高的压力下出现回滞环，表明有毛细孔凝聚和多层饱和吸附。
5.H5型回滞环：在较低的压力下出现回滞环，表明有化学反应和多层饱和吸附。
以上信息仅供参考，如果您还有疑问，建议咨询专业人士。
吸附等温线及动力学ppt
气体吸附法测定比表面积的原理，是依据气体在固体表面的吸附特性，在一 定的压力下，被测样品颗粒（吸附剂）表面在超低温下对气体分子（吸附质）具 有可逆物理吸附作用，并对应一定压力存在确定的平衡吸附量。通过测定出该平 衡吸附量，利用理论模型来等效求出被测样品的比表面积。
由于实际颗粒外表面的不规则性，严格来讲，该方法测定的是吸附质分子所 能到达的颗粒外表面和内部通孔总表面积之和，如下图所示：
-
特点：1、连续流动法测试过程操作简单；2、消除系统误差的能力强；3、可同 时采用直接对比法和BET法进行理论计算。
-
（2）容量法 容量法中，测定样品吸附气体量多少是利用气态方程来计算的。在预抽真空
的密闭系统中导入一定量的吸附气体，通过测定出样品吸脱附导致的密闭系统中 气体压力变化，利用气态方程PV=nRT换算出被吸附气体摩尔数变化。
-
如果用流动法来进行BET法测定，测量系统需具备能精确调节气体分压P/P0的 装置，以实现不同P/P0下吸附量的测定。对于每一点P/P0下BET吸脱附过程与直 接对比法相似，不同的是BET法需标定实际样品吸附气体量的体积大小，而直接 对比法则不需要。 特点：BET理论与物质实际吸附过程更接近，可测定样品范围广，测试结果准确 度和可信度高，特别适合科研及生产单位使用。
-
（4）BET法 BET法计算是建立在Brunauer（布鲁诺），Emmett（埃麦特）和Teller（泰
勒）三人从经典统计理论推导出的多分子层吸附公式的基础上，提出的一种计 算方法。即著名的BET方程：
V(P 0 P P)Vm 1CC Vm C 1(P/P 0) P:吸附质分压； P0：吸附质饱和蒸气压； V:样品实际吸附量；Vm:单层饱和吸附量； C:与样品吸附能力有关的常数。
常见吸附等温曲线的类型及其理论分析
contents
目录
• 吸附等温线的基本概念 • 常见吸附等温曲线类型 • 吸附等温曲线理论分析 • 吸附等温曲线在实践中的应用 • 吸附等温曲线的发展趋势与展望
01
吸附等温线的基本概念
定义与分类
定义
吸附等温线是指在一定的温度下，吸 附剂对气体分子的吸附量与气体压力 之间的关系曲线。
吸附等温曲线的调控和优化。
吸附等温曲线理论模型的改进与发展
1 2 3
多分子层吸附模型
在传统的单分子层吸附模型基础上，发展多分子 层吸附模型，能够更准确地描述复杂吸附等温曲 线。
统计热力学模型
结合统计热力学理论，建立更为精确的吸附等温 曲线理论模型，以解释实验数据并预测新体系的 吸附行为。
机理导向模型
气体分子性质
气体分子的性质如分子大小、 极性、扩散系数等也会影响吸
附等温线的形状和位置。
02
常见吸附等温曲线类型
Ⅰ型吸附等温线
总结词
表示单层饱和吸附，吸附量随相对压力的增加而增加，直至接近饱和压力。
详细描述
Ⅰ型吸附等温线是典型的物理吸附等温线，表示吸附剂表面完全被吸附质覆盖， 形成单分子层吸附。在相对压力较低时，吸附量随相对压力的增加迅速增加， 当接近饱和压力时，吸附量增长速度减缓。
VS
详细描述
D-R理论假设气体分子在固体表面形成单 分子层吸附，同时考虑了气体分子在固体 表面和孔内的吸附。该理论可以用来计算 孔径分布和孔体积等参数。
04
吸附等温曲线在实践中 的应用
在气体分离中的应用
分离空气中的氧气和氮气
利用吸附等温曲线，可以找到最佳的吸附剂和操作条件，将空气中的氧气和氮气进行有 效分离。
吸附等温线解读
发生蒸发时的蒸汽压力不同
Vad
p / ps
1.0
p / ps
1.0
Langmuir 吸附等温式 Langmuir 基本假设 • 气体在固体表面上的吸附是单分子层的
• 被吸附的分子间无相互作用力
• 吸附剂表面是均匀的
• 吸附平衡是动态平衡
Langmuir 吸附等温式 Langmuir 公式推导 • 表面覆盖度 θ = V/Vm • 空白表面为 1 - θ
1 /n
V：吸附量 k，n：与温度、系统有关的常数，n一般大于1
1 lgV lg k lg p n
以lgV和lgp作图的适用范围比Langmuir公式要宽，适用 于物理吸附、化学吸附和溶液吸附。
BET 吸附等温式 BET基本假设 • 吸附可以是多分子层的 • 固体表面是均匀的 • 除第一层以外，其余各层的吸附热等于吸附质的 液化热
q f (T , p)
(1)T =常数，q = f (p)，称为吸附等温式 (2)p =常数，q = f (T)，称为吸附等压式
(3)q =常数，p = f (T)，称为吸附等量式
吸附等温线类型
类型 I
• 单分子层吸附、L型 Vad • p远低于ps时，固体表 面就几乎被完全覆盖， 达到饱和
举例
Langmuir 吸附等温式
ka p(1 ) kd
ka 令： a kd
ka p kd ka p
ap 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。
Langmuir 吸附等温式
举例
水或乙醇在硅胶上的吸附
吸附等温线类型特征
吸附等温线类型特征吸附等温线是描述气体或液体在固体表面上吸附的数量与压力之间的关系。
吸附等温线可以分为三种类型：Langmuir型、Freundlich型和BET型。
本文将会详细介绍这三种吸附等温线类型的特征。
一、Langmuir型Langmuir型是最简单的吸附等温线类型，它假设所有的吸附位点都是相同的，并且只有一个分子可以占据每个位点。
Langmuir模型可以用以下方程表示：θ = Kp / (1 + Kp)其中，θ是被覆盖表面积与总表面积之比，K是一个常数，p是气体压力。
Langmuir型吸附等温线有以下特征：1. 吸附饱和当气体压力增加到一定程度时，所有可用的吸附位点都被占据了，此时覆盖率达到100%并保持不变。
这个压力称为饱和压力。
2. 单层吸附根据Langmuir模型，每个位点只能被一个分子占据。
因此，当饱和时只有一层分子被覆盖在固体表面上。
3. 反应热量为常数Langmuir型假设吸附过程是无热效应的，因此反应热量是常数。
二、Freundlich型Freundlich型吸附等温线假设吸附位点不同，并且每个位点可以被多个分子占据。
Freundlich模型可以用以下方程表示：θ = Kp^(1/n)其中，θ是被覆盖表面积与总表面积之比，K和n是常数，p是气体压力。
Freundlich型吸附等温线有以下特征：1. 吸附不饱和与Langmuir型不同的是，Freundlich型假设存在无限多的吸附位点。
因此，在任何气体压力下都有一些位点没有被占据。
2. 多层吸附由于每个位点可以被多个分子占据，因此在达到饱和前可以形成多层分子覆盖。
3. 反应热量随着覆盖度变化而变化由于每个位点可以被多个分子占据，因此当覆盖度增加时反应热量也会增加。
这意味着在Freundlich模型中反应热量并不是一个常数。
三、BET型BET（Brunauer, Emmett, and Teller）型吸附等温线假设固体表面存在不同的吸附位点，但每个位点只能被一个分子占据。
吸附等温线的横坐标和纵坐标
吸附等温线的横坐标和纵坐标1. 吸附等温线的基本概念咱们先从头说起，吸附等温线，这玩意儿听起来就像个高深莫测的科学名词，但别担心，我们今天就用最简单的语言把它讲清楚。
你可以把吸附等温线想象成一种图表，它描述了在不同的条件下，吸附剂和吸附质之间的关系。
简单来说，就是在各种温度下，吸附剂（比如活性炭）能吸附多少东西（比如水蒸气或者气体）。
1.1 横坐标：压力（P）横坐标，我们常常会看到“P”这个字母，它代表了压力。
在吸附等温线的图里，横坐标通常是吸附质的压力。
你可以把它想象成你在逛超市时看到的商品标签，上面标着价格——这个价格就是商品的压力。
压力高，商品就更贵；压力低，价格就便宜。
再举个例子，像你在家里吃饭，油锅里的油温越高，炸出来的食物越酥脆；压力也有点类似的意思，影响着吸附剂的吸附效果。
1.2 纵坐标：吸附量（q）纵坐标上，我们通常会看到“q”，这代表了吸附量。
简单说，就是吸附剂能够“吃下”多少东西。
就像你在饭店里点的菜一样，点得多，吃得也就多。
纵坐标告诉你在特定压力下，吸附剂到底能吸附多少物质。
它是个关键指标，能帮你判断吸附剂的性能好坏。
想象一下，你的口袋里装了好多糖，糖的量就是吸附量；口袋越大，糖装得越多。
2. 吸附等温线的实际应用现在咱们聊聊这个等温线在实际中的应用。
其实这东西在很多领域都有用，比如环境保护、化工工业，还有咱们日常生活中的一些小窍门。
比如说，你知道那些空气清新剂能把你家里异味吸走，背后就可能有这等温线在默默工作。
它们帮助设计师确定需要多少吸附剂才能搞定异味问题。
2.1 环境保护中的应用在环境保护方面，这玩意儿也很关键。
举个简单的例子，工业废气中常常有害气体，这些气体被吸附剂吸附后，环境就能变得更干净。
就像你去洗澡，把身上的污垢洗干净，空气中的有害物质也需要被清除。
这时候，吸附等温线能帮助研究人员确定最佳的吸附剂和工作条件，确保能把这些有害气体吸附得干干净净。
2.2 化工工业中的应用化工工业里，吸附等温线也有一席之地。
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混合吸附的Langmuir方程
设有两种物质A和B 在表面同时吸附且都 不发生解离，用A 和 B分别代表A和B的 覆盖度，则用以上方 法推导出：
Brunaauer-Emmett-Teller 吸 附等温式－BET方程(两个假定)
BET方程是建立在Langmuir吸附理论基础上 的，但同时还认为：1，物理吸附为分子间力， 被吸附的分子与气相分子之间仍有此种力，故 可发生多层吸附，多层吸附与气体的凝聚相似。 2，吸附达到平衡时，每个吸附层上的蒸发速 度等于凝聚速度，故能对每层写出相应的吸附 平衡式，经过一定的数学运算得到BET方程。
反应物的扩散过程
催化剂的颗粒具有使反应物分子可以进 入的内孔。反应物的扩散过程是分以下 两步进行的：
在催化剂周围的介质中的外扩散DE 催化剂孔中的内扩散Di
催化剂周围的介质中的外扩散
在工作状态时，催化剂的颗粒被一个 固定的分子(反应物、产物或介质)滞 流层所包围，反应物、产物分子通过 这个层向催化剂颗粒的外表面的扩散 或向其反方向的扩散，称为外扩散。
III型等温线
在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐 点B，此种吸附甚为少见。
曲线下凸表明此种吸附所凭借的作用力 相当弱。吸附质对固体不浸润时的吸附， 如水在石墨上的吸附即属此例。
IV型等温线
开始部分即低P／Po区，与II型等温线类 似凸向上。
在较高P／Po区，吸附明显增加，这可能 是发生了毛细管凝聚的结果。 由于毛细管凝聚，在这个区内，有可能 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。
吸附等温线
当吸附与脱附速度相等时，催化剂表面 上吸附的气体量维持不变，这种状态即 为吸附平衡。 吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质 等因素有关。一般地，物理吸附达到平 衡时很快，而化学吸附则很慢。 对于给定的物系，在温度恒定和达到平 衡的条件下，吸附质与压力的关系称为 吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲 线称为吸附等温线。
表面积是催化剂的 基本性质之一
尽管如此，表面积还是催化剂的基本性 质之一，其测定工作十分重要。人们很 早就利用测表面积来予示催化剂的中毒， 如果一个催化剂在连续使用后，活性的 降低比表面积的降低严重得多，这时可 推测是催化剂中毒所致。如果活性伴随 表面积的降低而降低，可能是出于催化 剂热烧结而失去活性。
简单的Langmuir方程
当气体压力较低时，P《l，则＝P， 此时覆盖度与气体压力成正比，等温线 近似于直线。
当气体压力较高时，P》1，则=1，即 在较高的P／Po区，等温线向某一值趋近， 即覆盖度趋近于1。
Vm为单分子层饱和吸附量
解离吸附的Langmuir方程
吸附时分子在表面发 生解离，一个粒子变 成两个粒子，而且这 两个粒子各占一个吸 附中心。如H2在许多 金属上解离为两个H 。 解离吸附分子在表面 上的覆盖度与分压的 平方根成正比，这一 结论可用来断定粒子 是否发生了解离吸附。
化学吸附法是通过吸附质对多组份固体 催化剂进行选择吸附而测定各组份的表 面积。
物理吸附法是通过吸附质对多孔物质进 行非选择性吸附来测定比表面积。
物理吸附方法的基本原理
物理吸附方法的基本原理是基于 Brunauer－Emmett－Teller提出的多层 吸附理论，即BET公式。
求比表面的关键，是用实验测出不同相 对压力P／Po下所对应的一组平衡吸附体 积，然后将P／V(P-Po)对P／Po作图
V型等温线
在实际上也比较少见。 在较高P／P。区也存在毛细管凝聚与滞 后。
吸附等温线的形状充分表明了吸附质和 吸附剂的本性。因此，对等温线的研究 可以获取有关吸附剂和吸附性质的信息。 比如用II或IV型等温线可以计算固体比 表面积。
因为IV型等温线是中等孔的特征表现， 且同时具有拐点B和滞后环，因而被用于 中等范围孔的分布计算。
构型扩散
当分子运动时的直径与孔径相当时，扩散系数 受孔径的影响变化很大。
孔径小于1.5nm 的微孔中的扩散如分子筛孔道 内的扩散就属于此类型。 分子在这种孔道中的相互作用非常复杂，还可 能存在表面迁移作用。
这种扩散对催化反应的速率和选择性影响较大， 可利用构型扩散的特点来控制反应的选择性， 属择形催化。
目前应用最广泛的吸附质是N2，其Am值 为0.162(nm)2，吸附温度在其液化点 77.2K附近，低温可以避免化学吸附。相 对压力控制在0.05-0.35之间，当相对压 力低于0.05时不易建立起多层吸附平衡， 高于0.35时，发生毛细管凝聚作用。实验 表明，对多数体系，相对压力在0.050.35之间的数据与BFT方程有较好的吻合。
对这些物质，现在一般认为，平台可能 对应的是吸附剂的小孔完全被凝聚液充 满，而不是单层的吸附饱和。
II型等温线（s型等温线〕
与IV型等温线一样，两者在低P／P。区 都有拐点B，拐点B相当于单分子层吸附 的完成。 这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于 20 nm时常遇到。在低P／Po区p曲线凸 向上或向下，反映了吸附质与吸附剂相 互作用的强或弱。
扩散的三种类型
容积扩散 努森扩散 构型扩散
容积扩散
扩散的阻力来自分子间的碰撞。
在大孔(孔径大于100 nm)中或气体压力 高时的扩散多为容积扩散，又称为分子 间扩散。 扩散系数DB 主要取决于温度T和总压力 PT 而与孔径无关。
努森扩散
其阻力来自于分子与 孔壁的碰撞，在孔径 为100-1.50nm中的扩 散； 在气体压力低时的扩 散多属于此种类型。 扩散系数Dk主要取决 于温度T和孔半径rP
可以近似地描述许多实际过程。 讨论气固多相催化反应动力学的出发点。
Langmuir等温方程的几点假设
1、吸附的表面是均匀的，各吸附中心的 能量同构； 2、吸附粒子间的相互作用可以忽略； 3、吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可 能被吸附，一个吸附粒子只占据一个吸 附中心，吸附是单分子层的； 4、在一定条件下，吸附速率与脱附速率 相等，从而达到吸附平衡。
这种扩散作用可能是颗粒内部的(内扩散)， 也可能是颗粒外面的(外扩散)。
将测定的反应速率与 无扩散控制的本征反 应速率之比定义为 “有效系数”(i)。
这个系数等于或小于 1。
催化剂颗粒愈大，内扩散限制愈大。本征反应速 率较大时．i就会变小。
i 因子定量地表达了催化剂内表面利用的程度。 因为内表面是主要的反应表面，反应物分子能到 达内表面的不同深度，故内表面各处的反应物浓 度不同，反应速率和选择性也有差异，亦即在相 同的体相浓度下，内表面各处是不等效的。在某 些情况下，催化剂的本征活性非常高，当稍稍进 入颗粒外表面的内部，反应物的浓度就急剧下降。 这时的反应只在非常薄的外表层中进行。
催化剂孔中的内扩散
反应物分子到达催化剂颗粒外表面、经 反应后尚未转化的部分，就会在外表面 与内孔的任一点间出现第二种浓度梯 度．穿过这种浓度梯度的过程，就称为 内扩散。 内扩散较之外扩散更为复杂，既有容积 扩散，又有努森扩散。在分子筛类型孔 道中的内扩散，属于构型扩散。
扩散控制
如果反应物向活性表面扩散速度比较小， 致使测定的反应速度低于快速扩散时所 能达到的速度，就称之为“扩散控制”。
IV型等温线（中孔分布〕
0.4
(a) (b)
800
Vol. adsorbed (cm /g STP)
700 600 500 400 300 200 100 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
dV/dD pore volume(cm g )
3 -1
0.3
(a)
0.2
3
(b)
0.1
0.0 1.0
表面积的测定可用于估计 载体和助剂的作用
如在甲醇制甲醛所用的Ag催化剂中加入 少量氧化相，甲醛的产率就会提高。
表面积的测量结果表明，加入氧化相前 后的比表面积没有差别，因此，可以认 为氧化相的存在改变了银的表面性质， 使脱氢反应容易进行，因而活性增加。
比表面测定原理
测定比表面积常用的是吸附法，它又可 分为化学吸附法和物理吸附法。
在实际生产中，操作条件往往控制在动 力学与扩散控制的过渡区，使扩散和表 面反应都能顺利地进行。
反应物分子的化学吸附
当反应物分子通过扩散到达催化剂活性表面 附近时，它们就可能进行化学吸附，并与催 化剂活性中心相互作用产生新的化学物种。 发生化学吸附的原因、是由于位于固体表面 的原子具有自由价，这些原子的配位数小于 固体内原子的配位数，使得每个表面原子受 到—种向内的净作用力，将扩散到其附近的 气体分于吸附形成化学键。 气体分子以几何和电子效应两个方面寻求表 面上合适的活性中心，以进行化学吸附。
1.5Βιβλιοθήκη 2.02.53.0
3.5
4.0
Pore diameter (nm)
Relative pressure (P/P0)
常用的等温方程
描述等温吸附过程中吸附量和吸附压力 的函数关系为等温方程。 Langmuir等温方程、Freundlich等温方 程、和BET方程等。
Langmuir等温方程
是一种理想的化学吸附模型。
2,3-二甲基丁烷在硅酸铝催化 剂上527℃时的裂解反应
活性和表面积常常不能成正比
因为具有催化活性的表面只是总表面的很小 一部分，催化反应往往就发生在这些活性中 心上。由于制备方法不同，活性中心的分布 及其结构都可能发生变化，而可能使某一部 分表面比另一部分活泼，所以活性和表面积 常常不能成正比关系。 对于多孔性催化剂来说，它的表面绝大部分 是颗粒的内表面，孔的结构不同，物质传递 方式也不同，有内扩散作用时，会直接影响 表面利用率而改变总反应速度。
BET方程
其中V为吸附量，P为吸附平衡时的压力，P。 为吸附气体在给定温度下的饱和蒸气压， Vm为表面形成单分子层的饱和吸附量，C为 与吸附热有关的常数。
此等温式被公认为测定固体表面积的标准方 法。