淺析物理吸附儀和化學(xué)吸附儀
吸附,是在界面層中的組分的濃度與它們在體相中的濃度不同的界面現(xiàn)象,廣義上來說就是固體或液體表面對氣體或溶質(zhì)的吸著現(xiàn)象。也指物質(zhì)(主要是固體物質(zhì))表面吸住周圍介質(zhì)(液體或氣體)中的分子或離子現(xiàn)象,屬于***種傳質(zhì)過程。其中包含物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附是由分子間作用力(范德華力)產(chǎn)生的吸附,它是***個普遍的現(xiàn)象,它存在于被帶入并接觸吸附氣體(吸附物質(zhì))的固體(吸附劑)表面。所涉及的分子間作用力都是相同類型的,例如能導(dǎo)致實際氣體的缺陷和蒸汽的凝聚。任何分子間都有作用力,所以物理吸附無選擇性,活化能小,吸附易,脫附也容易。它可以是單分子層吸附和多分子層吸附。
化學(xué)吸附是吸附質(zhì)分子與固體表面原子(或分子)發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移、交換或共有,形成吸附化學(xué)鍵的吸附?;瘜W(xué)吸附是物質(zhì)表面研究領(lǐng)域中***個非常重要的分支,它在催化(尤其是異相催化)、腐蝕、電解、晶體學(xué)、金屬學(xué)及冶金學(xué)等諸多方面都有著重要的應(yīng)用?;瘜W(xué)吸附是單分子層吸附,它有選擇性,活化能大,吸附難,脫附也難,往往需要較高的溫度。
實際吸附可能同時存在物理吸附與化學(xué)吸附;先物理吸附后再化學(xué)吸附。物理吸附儀和化學(xué)吸附儀是分別利用物理吸附分析方法和化學(xué)吸附分析方法的試驗分析儀器。
物理吸附儀為采用物理吸附現(xiàn)象、原理來進行材料表面特性分析表征的儀器。物理吸附分析方法常被應(yīng)用于催化劑、吸附劑等固體材料的比表面積分析、孔容孔徑圖片分析、氣體吸附能力評價、蒸汽吸附能力評價、多組分選擇性競爭吸附評價等分析內(nèi)容,具體領(lǐng)域如工業(yè)催化領(lǐng)域的催化劑性能檢測、氣體凈化提純的吸附劑評價、氫氣甲烷的高壓吸附存儲等領(lǐng)域。
化學(xué)吸附儀是評估催化劑表征的有力工具,是研究金屬表面特性的分析設(shè)備之***。該儀器廣泛應(yīng)用于石油化工、化學(xué)化工、能源、生物、食品、表面金屬及納米材料、汽車尾氣、化工廢氣的轉(zhuǎn)化與處理等方面的研究。
化學(xué)吸附儀的應(yīng)用包括以下領(lǐng)域:
(1)可測定催化劑材料的金屬分散度、活性金屬表面積、活性粒子,表面酸度;
(2)研究金屬的氧化、還原特性,確定酸性中心及脫附性能;
(3)顯示吸附、脫附全過程;
(4)應(yīng)用于高溫高壓氣體吸附研究,超臨界氣體性能研究,微孔材料吸附研究,儲氫材料性能研究,煤層氣研究,石油勘探等;典型應(yīng)用包括催化劑、分子篩、活性炭、碳納米管和各種儲氫材料;