固體催化劑表面吸附行為的分析方法

1、1會計學(xué)固體催化劑表面吸附行為的分析方法固體催化劑表面吸附行為的分析方法第1頁/共86頁第2頁/共86頁第3頁/共86頁第4頁/共86頁第5頁/共86頁冷卻吸附第6頁/共86頁第7頁/共86頁物理吸附形成化學(xué)鍵-化學(xué)吸附第8頁/共86頁第9頁/共86頁第10頁/共86頁點缺點缺陷陷第11頁/共86頁第12頁/共86頁第13頁/共86頁球形粒子聚集孔板狀粒子聚集孔第14頁/共86頁第15頁/共86頁第16頁/共86頁第17頁/共86頁p/p0p/p0p/p0p/p0p/p0p/p0V(cm3/g)V(cm3/g)第18頁/共86頁A= Vm.am.L 10-22 / 22.414 (m2/g)單

2、個吸附質(zhì)分子占據(jù)的截面積am第19頁/共86頁第20頁/共86頁衡時，吸附和脫附過程同時進行，且速率相同)。第21頁/共86頁bPbPVVm1V-吸附氣體在標準狀態(tài)下吸附氣體在標準狀態(tài)下的體積的體積Vm-飽和吸附量飽和吸附量b-參數(shù)參數(shù)P-吸附平衡壓力吸附平衡壓力mmVPbVVP1P/V對對P作圖應(yīng)該為一作圖應(yīng)該為一直線，從直線的截距直線，從直線的截距和斜率可以求出和斜率可以求出Vm和和b。第22頁/共86頁0mVNVsAm是單個吸附質(zhì)分子占據(jù)的面積值，對于氮氣分子而言，該值為16.2 2。)()(35. 4)/(32gmatSTPcmVgmsm對于氮氣吸附！第23頁/共86頁之間是靠該種分子

3、本身的分子間力。第24頁/共86頁第25頁/共86頁00.11)(ppCVCCVppVpmm第26頁/共86頁可得：可得：)(0ppVp0ppCVm1CVCm1截距斜率 1mV第27頁/共86頁SBET469.8 m2/g，C80.4，correlation coefficient0.99998第28頁/共86頁第29頁/共86頁第30頁/共86頁第31頁/共86頁樣品：樣品： 氧化鐿（氧化鐿（Yb2O3）SBET： 10.9 m2/gC值：值： 167.2 線性度：線性度： 0.99999第32頁/共86頁樣品：樣品： 柱狀活性氧化鋁柱狀活性氧化鋁 二二氧化硅小球氧化硅小球SBET： 198

4、.2 m2/g 469.8 m2/gC值：值： 87.7 80.4線性度：線性度： 0.99997 0.99998第33頁/共86頁樣品：樣品： 活性炭活性炭 NaY分子篩分子篩SBET： 802.3 m2/g 638.6 m2/gC值：值： -75.6 - 54.2線性度：線性度： 0.998 0.997第34頁/共86頁第35頁/共86頁脫附吸附第36頁/共86頁第37頁/共86頁mLrRTVpp1.2ln0rm-液體彎月面的曲率液體彎月面的曲率半徑半徑-液體的表面張力液體的表面張力 VL-液體的摩爾體積液體的摩爾體積第38頁/共86頁孔孔徑徑r曲率半徑rm吸附膜厚度T吸附膜厚度T第39頁

5、/共86頁312132).(32AmmmNMaVt第40頁/共86頁m mm mm m. .t tV VV Vn nt tt t第41頁/共86頁III (具有孔道結(jié)構(gòu))I (非孔)II (微孔)t(nm)V(ml/g)第42頁/共86頁第43頁/共86頁第44頁/共86頁第45頁/共86頁第46頁/共86頁吸附線脫附線相對壓吸附量第47頁/共86頁第48頁/共86頁第49頁/共86頁無論是凝聚還是蒸發(fā)的情況都存在半球面的氣液彎月面，在相同的壓力下發(fā)生毛細孔凝聚和毛細孔蒸發(fā)，如果多孔材料只具有這類孔，吸附分支與脫吸附分支與脫附分支重疊附分支重疊。第50頁/共86頁)/exp(/0rKpp)/2

6、exp(/0rKpp第51頁/共86頁第52頁/共86頁第53頁/共86頁rnrw一般在吸附分支時，當相對壓力增加至某值時，發(fā)生細頸充滿的毛細凝聚，然后再隨著壓力增加，逐漸把瓶體充滿凝聚液。在脫附分支時，因為細頸中的凝聚液將瓶體內(nèi)的液體封閉，只有當壓力減小到某值時，細頸中的毛細凝聚液蒸發(fā)完畢時，瓶體內(nèi)的液體將驟然蒸驟然蒸發(fā)發(fā)出。第54頁/共86頁吸附吸附脫附脫附A類吸類吸附回附回線線第55頁/共86頁脫附脫附吸附吸附第56頁/共86頁脫附脫附吸附吸附第57頁/共86頁脫附脫附吸附吸附第58頁/共86頁脫附脫附吸附吸附第59頁/共86頁-H3微孔材料-H4H1H2H4H3第60頁/共86頁孔孔徑

7、徑r曲率半徑rm吸附膜厚度t第61頁/共86頁00.11)(ppCVCCVppVpmm將V體積的吸附質(zhì)換算為液態(tài)時的體積，表面積數(shù)值一定，可算出膜層厚度。對于一個敞開平面形狀的表面，由于在發(fā)生多層吸附以后，吸附行為主要和吸附質(zhì)的液化熱有關(guān)，對于氮氣吸附，在一定溫度下，膜層厚度僅與吸附平衡壓力（即相對壓力）有關(guān)。第62頁/共86頁Harkins and Jura 膜厚計算公式2/ 10)(10log034. 099.13ppt第63頁/共86頁3 / 10ln00. 554. 3ppt第64頁/共86頁第65頁/共86頁第66頁/共86頁第67頁/共86頁KttSSVnnnnp2)(11Vt開闊

8、表面微孔表面3.5第68頁/共86頁GppRTA0ln200expEAWWppERTWW02200lnlnln第69頁/共86頁nEAWW00exp第70頁/共86頁104104*)(zLzLzzKz第71頁/共86頁apUppRT00ln910349103440) 2/( 9) 2/( 3) 2/( 9) 2/( 3)(lndddldldlANANKppRTAAaa第72頁/共86頁410204032211121(75. 0lnpkpkkpKAAaardrdrdkdANANKppRT第73頁/共86頁4312021603032 , 2*22 , 1*1080190181121)()( 6lnTTLdTTLddLLNNppRT第74頁/共86頁nRTPV第75頁/共86頁Quantities of Gas (n)Pressure (P)1 (PRTPVnNitrogenHeliumT=LN2第76頁/共86頁第77頁/共86頁第