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气体处理物理吸附和化学吸附的区别

发布时间:2018-6-26 来源:亿洋活性氧化铝厂家

 气体处理物理吸附和化学吸附的区别

    根据吸附质分子和吸附剂固体表面分子之间键的性质,吸附可分为物理吸附及化学吸附。今天巩义市亿洋吸附剂活性氧化铝厂家为大家分享气体处理的物理吸附和化学吸附有何不同,详情如下:
 
    物理吸附:由Van der Waals引力产生的吸附为物理吸附。吸附质分子和吸附剂表面分子之间的吸附机理,类似于气体的液化和蒸汽的冷凝,并没有发生电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成等现象,当温度降低到气体正常冷凝温度时,吸附能力会大大增加。在吸附剂表面形成单层或多层分子吸附时,第一层的吸附热通常比气体的正常冷凝热大得多,当吸附层数增多时,逐渐接近其液体的汽化热或其气体的冷凝热。物理吸附的吸附热较低,一般在几十kJ/mol左右。物理吸附不需要活化能(即使需要也很小),吸附温度越低吸附量越大,吸附和解吸的速度都很快。
 
    化学吸附:吸附质分子和吸附剂表面的分子发生化学反应,在它们的原子之间发生了电子转移,并形成了离子型、共价型、自由基型、络合型等吸附化学键,组成表面中间物种,因此,可以把化学吸附看成一个表面化学过程。其吸附力为化学键力,化学吸附容量的大小,因被吸附分子和吸附剂表面分子间形成吸附的化学键力大小的不同而有差异。化学吸附的吸附热接近于化学反应的反应热,如氧气在钨上的吸附热是812.2kJ/mol,而氧气与钨反应生成WO3的反应热是808.1kJ/mol。化学吸附的吸附热都在几百kJ/mol,比物理吸附的高得多,其变化的幅度也大。化学吸附是单层吸附,需要一定的活化能,提高温度会增加吸附量。在相同的条件下,其吸附(或解吸)速度都比物理吸附的慢,因而,化学吸附具有较高的选择性。
 
    物理吸附和化学吸附可以同时发生,因此,有时需要考虑两种吸附在吸附过程中作用的可能性。不过,一般情况下,总是以某一种吸附方式为主。有时温度可以改变吸附的性能,例如氢在镍上的吸附,在低温时,具有足够高能量的分子很少,化学吸附速度很低,因此吸附过程主要是快速的物理吸附,而且很快就达到平衡。吸附是放热过程,所以随温度升高吸附容量下降,如氧气在炭上的吸附,在低温下是物理吸附,在高温下是化学吸附。浸渍了某些化学物质的吸附剂,在常温下既有物理吸附也有化学吸附,如防毒面具。在气体分离过程中遇到的绝大部分是物理吸附,也有一些例子如活性炭(或活性氧化铝或分子筛)上载铜的吸附剂,它具有较强的选择性吸附CO或C2H4的特性,具有物理吸附及化学吸附性质。
 
    多数物理吸附过程进行得极快,参与吸附的各相间的平衡瞬间即可达到,被吸附的气体也可以很容易的脱附,所以物理吸附是可逆的。化学吸附过程的脱附就比较困难,并会伴有化学变化,如O2在活性炭上的化学吸附,加热脱附出来的是CO和CO2的混合物。故工业上较少将其应用于气体分离。
    
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