更新时间:2022-08-25 16:16
单分子层吸附理论是欧文·朗缪尔(Irving Langmuir)在研究低压下气体在金属上的吸附时,根据实验数据发现的一些规律,然后从动力学的观点提出吸附等温式而建立的理论。
单分子层吸附理论认为气体在固体表面上的吸附是气体分子在吸附剂表面凝结和逃逸(即吸附与解吸)两种相反过程达到动态平衡的结果。
单分子层吸附理论在建立吸附模型时有如下的基本假设:
⑴单分子层吸附。固体表面具有吸附能力,是因为吸附剂表面的力场没有饱和,有剩余价力。该力场的作用范围大约相当于分子直径大小,只有气体分子碰撞到尚未被吸附的固体的空白表面上,才有可能发生吸附作用。所以该理论认为固体表面对气体体只能发生单分子层吸附。
⑵固体表面是均匀的,即表面上所有部位的吸附能力都相同。摩尔吸附热是个常数,不随覆盖程度的大小而变化。
⑶被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力,即气体分子吸附与解吸的难易程度,与其周围是否有被吸附分子的存在无关。
⑷吸附平衡是动态平衡。已吸附在吸附剂表面上的气体分子,当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位全时,又可以重新回到气相中,这种现象称为解吸(或脱附)。当吸附开始时,吸附速率大于解吸速率,但随着吸附量的逐渐增加,固体表面上未被气体覆盖的空白部分就愈来愈少,气体分子碰撞到空白面积上的可能性就必然减小,吸附速率逐渐降低。与此相反,随固体表面被覆盖面积增加,解吸速率却愈来愈大,当吸附速率与解吸速率相等时,就达到了吸附平衡。这时吸附与解吸仍在不断进行,但从表观看,气体不再被吸附,即吸附平衡是动态平衡。