活性炭物理吸附和化学吸附
添加时间:2024-09-06

根据吸附剂与吸附质之间相互作用方式的不同,吸附形式可以分为物理吸附和化学吸附。从机理上讲,物理吸附是由范德华力引起的吸附,化学吸附是生成化学键或者伴随着电荷移动相互作用的吸附。在物理吸附中,电子轨道在吸附质与吸附媒体表面层不发生重叠;相反地,在化学吸附中电子轨道的重叠起着至关重要的作用。也就是说,物理吸附基本上是通过吸附质与吸附媒介表面原子间的微弱相互作用而发生的;而化学吸附则源自吸附媒介表面的电子轨道与吸附质的分子轨道的特异的相互作用。所以,物理吸附中往往发生多分子层吸附;化学吸附则是单分子层。而且,化学吸附伴随着分子结合状态的变化,吸附导致电子状态、振动发生显著的变化。通过博里叶变换红外光谱可以观察到吸附质在吸附前后发生了明显的变化。而物理吸附,则没有这种变化。物理吸附与化学吸附的区别如表1-7所示。

表1-7 物理吸附和化学吸附的区别

项目物理吸附化学吸附
吸附质无选择性有选择性
生成特异的化学键
固体表面的物化性质可以忽略显著
温度在低温下吸附量大在比较高的温度下进行
吸附热小,相当于冷凝热大,相当于反应热
吸附量单分子层吸附量以上单分子层吸附量以下
吸附速率
可逆性有可逆性有不可逆的场合

对于吸附现象的评价,化学吸附则是源于特性作用,难以进行一般评价,需要进行与各个吸附体系相应的评价;而物理吸附不是由于吸附质与吸附媒介表面体系相应的特异性作用而引起的,所以可以进行一般评价。