您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
吸附知識(shí)概要
無(wú)論是測(cè)試固體材料比表面積、孔徑分布及孔容的物理吸附表征，還是測(cè)試催化劑活性及選擇性等催化性能的化學(xué)吸附表征，均為吸附過(guò)程，本文將簡(jiǎn)單介紹一下吸附概念。
吸附概念
吸附（adsorption）是指在固相-氣相、固相-液相、固相-固相、液相-氣相、液相-液相等體系中，某個(gè)相的物質(zhì)密度或溶于該相中的溶質(zhì)濃度在界面上發(fā)生改變（與本體相不同）的現(xiàn)象。對(duì)于固體表面，當(dāng)氣體（蒸汽）與固體接觸時(shí)，部分氣體將被固體捕獲，若氣體體積恒定，則壓力下降，若壓力恒定，則氣體體積減小。從氣相中消失的氣體分子或進(jìn)入固體內(nèi)部，或附著于固體表面，前者被稱為吸收（absorption），后者被稱為吸附（adsorption）。吸附和吸收統(tǒng)稱為吸著（sorption）。多孔固體因毛細(xì)凝聚（capillary condensation）而引起的吸著作用也作為吸附作用看待。吸附某些組分的固體物質(zhì)稱為吸附劑（adsorbent）。被吸附的物質(zhì)稱為吸附物（adsorptive），已被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)（adsorbate）。有時(shí)吸附質(zhì)和吸附物可能是不同的物質(zhì)，如發(fā)生解離化學(xué)吸附時(shí)。
吸附量與氣相或液相溶質(zhì)濃度和溫度有關(guān)，是吸附劑的基本性質(zhì)。在溫度一定時(shí)，吸附量與壓力（氣相）或者濃度（液相）的關(guān)系稱為吸附等溫線（adsorption isotherm），吸附等溫線是表示吸附性能方法，吸附等溫線的形狀能很好地反映吸附劑和吸附質(zhì)的物理、化學(xué)相互作用。在壓力一定時(shí)，吸附量與溫度的關(guān)系稱為等壓線（adsorption isobar）。吸附量一定時(shí)，壓力與溫度的關(guān)系稱為吸附等量線（adsorption isostere）。
固體表面吸附
固體表面的吸附特性取決于其表面和吸附質(zhì)的特性及其相互作用，首先是固體的表面特性。一方面，固體具有剛性和抵抗應(yīng)力性，其表面原子活動(dòng)性極小，這決定了其表面幾乎不可能處于平衡和等勢(shì)能狀態(tài)。因此，固體的表面性質(zhì)取決于它的形成條件和貯存狀態(tài)。因此研究固體表面的吸附行為，一定要先了解表面的“歷史"（處理?xiàng)l件、表面反應(yīng)和潛在的污染等），并與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一并分析。
另一方面，一個(gè)新生成的、潔凈的固體表面通常具有非常高的表面自由能。固體無(wú)法通過(guò)表面塑性流動(dòng)減小其總界面來(lái)降低表面自由能，因而固體表面趨于吸附氣體，改變其表面原子的受力不平衡，降低表面自由能。固體表面勢(shì)能的不均勻性決定了吸附將不是一個(gè)均勻的過(guò)程。
物理吸附和化學(xué)吸附
固氣表面上存在物理吸附和化學(xué)吸附兩類吸附現(xiàn)象。二者之間的本質(zhì)區(qū)別是氣體分子與固體表面之間作用力的性質(zhì)。
物理吸附（physisorption）是由范德華力（van der Waals 力），包括偶極-偶極（Keesome）相互作用、偶極-誘導(dǎo)偶極（Debye）相互作用和色散（London）相互作用等物理力引起，它的性質(zhì)類似于蒸汽的凝聚和氣體的液化。
化學(xué)吸附（chemisorption）涉及化學(xué)成鍵，吸附質(zhì)分子與吸附劑之間有電子的交換、轉(zhuǎn)移或共有。
物理吸附提供了測(cè)定固體材料表面積、孔徑分布及孔體積的方法。而化學(xué)吸附一般是表征多相催化過(guò)程關(guān)鍵的中間步驟。化學(xué)吸附物種的鑒定及其性質(zhì)的研究也是多相催化機(jī)理研究的主要內(nèi)容。另外，化學(xué)吸附還能作為測(cè)定某一特定催化劑組分（如金屬）表面積的技術(shù)。