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固体表面的吸附作用(粉体的吸湿性)

固体表面的吸附作用(粉体的吸湿性) 粉末表面的吸附性是怎样的?

早在两千多年前的汉代,我国人民就知道利用物质的吸附性,湖南长沙马王堆一号墓就是利用木炭的吸附性,将木炭作为防腐剂和吸湿剂。近几十年来,新开发的吸附剂越来越多,吸附剂的应用范围也越来越广。并且,研究发现,吸附剂的比表面积越大,吸附现象就越明显。因此,新开发的吸附剂多为粉体吸附剂。那么粉体表面为何会有吸附性呢?

1.粉末表面吸附

粉体的吸附是指当气相或液相中的分子(或原子)在粉体表面碰撞时,部分分子(原子和离子)由于相互作用而停留在粉体表面,导致这些分子(原子和离子)在粉体表面的浓度高于气相或液相的现象。通常把粉末材料称为吸附剂,被吸附的物质就是吸附剂。结果表明,粉体的比表面积越大,吸附现象越明显。

第二,物理吸附和化学吸附

粉状液体或气体的吸附按其作用力的性质可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附:物理吸附又称范德华吸附,是由吸附质和吸附剂之间的分子间作用力引起的,也称范德华力。因为任何两个分子之间都存在范德华力,所以任何固体表面都可能发生物理吸附。

化学吸附:化学吸附是指吸附质分子与固体表面原子(或分子)的电子发生转移、交换或共享,形成吸附化学键的吸附。由于固体表面的力场不均匀,表面的原子往往具有剩余的成键能力。当气体分子与固体表面碰撞时,电子与表面原子交换、转移或共享,形成吸附化学键的吸附效应。

从吸附原理可以看出,物理吸附和化学吸附的本质区别在于吸附剂和吸附质之间是否存在电子转移。

实际上,把吸附区分为物理吸附和化学吸附是相对的。由于吸附的特殊性存在,在某些情况下很难找到一个明显的分界线,同一物质,可能在低温下进行物理吸附而在高温下为化学吸附,或者两者同时进行。因此,对于一个吸附体系,需要考虑两种吸附在整个过程中的作用。如,在不同温度下,Pt对CO的吸附。其实把吸附分为物理吸附和化学吸附是相对的。由于吸附的特殊性,有些情况下很难找到明显的分界线。同一物质在低温下可能发生物理吸附,在高温下可能发生化学吸附,也可能两者同时进行。因此,对于一个吸附系统,需要考虑两种吸附在整个过程中的作用。例如,不同温度下pt对CO的吸附。

1.物理吸附,放热,温度高,吸附速度快,很快趋于平衡;

2.从物理吸附到化学吸附,化学吸附慢,温度升高加速吸附;

3是化学吸附,放热,吸附很快趋于平衡。

三、常用的吸附材料

工业上使用的吸附材料往往具有吸附能力强、吸附选择性好、吸附平衡浓度低、易于再生和重复使用、机械强度好、化学性质稳定、来源广泛、价格低廉等特点。因此,常用的吸附材料有磺化煤、木炭、活性氧化铝、硅胶以及一些具有离子交换功能和吸附性能的天然无机矿物,如沸石、活性白土、硅藻土等。

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