黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训专业课程函授学习材料(8)

温度条件下，平衡吸附量与吸附质平衡压力(或平衡浓度)的关系曲线。描述吸附等温线的方程式称为吸附等温式。吸附等温线是吸附研究中最重要的关系曲线。 气体吸附等温线的基本类型 气体吸附等温线可分为五种基本类型，如图2-6所示。图中纵座标的吸附量用V来表示，横坐标用相对压力p/p0表示。p0是气体在吸附温度时的饱和蒸气压，p是吸附平衡时的气体压力。

图2-6 气体吸附等温线

第Ⅰ类吸附等温线表示在相对压力较低时，吸附量迅速增加，而达到一定相对压力后吸附量趋于恒定的数值（极限吸附量）。极限吸附量有时表示单分子层饱和吸附量，对于微孔吸附剂则是将微孔填充满的量。第I类吸附一般仅为单分子层吸附，如氮气在活性碳上的吸附或低温时氧在硅胶上吸附。

第II～Ⅴ类等温线是发生多分子层吸附和毛细凝结的结果。吸附剂为非孔的或近似非孔时，吸附层数一般不受限制，形成多分子层吸附，表现为II、Ⅲ类等温线。如低温时氮在硅胶或铁催化剂上的吸附为II类，溴在硅胶上的吸附为Ⅲ类。当吸附剂为孔型的（不是微孔或不全是微孔），吸附层数受孔大小限制。在p/p0趋近1时，吸附量近于将各种孔填满所需液态吸附质的量，吸附等温线为Ⅳ、Ⅴ型。苯在氧化铁上的吸附为Ⅳ类吸附，水蒸气在活性炭上的吸附为Ⅴ类吸附。II和Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ型等温线的区别在于起始断曲线的斜率，II、Ⅳ类是由大变小，而Ⅲ、Ⅴ型则由小变大；在形状上，II、Ⅳ型在低压区曲线凸向吸附量轴，Ⅲ、Ⅴ类则凸向压力轴，说明吸附质与吸附剂表面作用的强弱。

所以，吸附等温线反映了吸附质与吸附剂的作用特点及吸附表面特征。除吸附等温线外，还有吸附等压线及吸附等量线。吸附等压线是在压力恒定时，吸附量与吸附温度的关系曲线。若吸附量固定时，吸附温度与平衡压力的关系曲线为吸附等量线。三种曲线可以相互换算。但吸附等温线是最基本的吸附曲线，测定吸附等温线，寻求描述吸附等温线的方程是吸附理论研究的主要内容。

多孔固体吸附性质 毛细凝结理论 吸附剂所吸附的气体在微孔中会发生凝结的现象。对于多孔性吸附剂，若吸附质在孔壁上润湿，会形成弯曲液面。在一定温度下弯曲液面和平液面的蒸气压不同，它们之间的关系可用开尔文方程描述： lnpp0??2?VLcos?rRT

式中，p为T温度时曲率半径为r 的弯曲液面上的蒸气压；p0为T温度时平液面的饱和蒸气压；γ为吸附质液体的表面张力；VL为吸附质的摩尔体积；R为气体常数；θ为吸附质与孔壁的接触角。根据上式可知，凹月面液体上的蒸气压比平面液体蒸气压低。因而气相中的压力低于实验温度下平面液体的饱和蒸气压pv时，在毛细孔中发生凝结，称为毛细凝结现象，是孔性固体特殊的吸附现象。毛