Langmuir吸附等温式推导浅析

介绍了3种典型的Langmuir吸附等温式推导方法,分别是吸附动力学、吸附热力学和德博尔吸附理论。重点提出了一种新的Langmuir吸附等温式推导方法——化学反应类比法,并引入可调参数ν1。推导出的吸附等温式通过ν1的取值变化既能描述单分子层吸附也能描述多分子层吸附,且当ν1在不同的范围内时,其吸附等温曲线形状与Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅴ型吸附等温线形状相同。总结和比较了这几种推导方法的核心机理,探究了气固吸附的本质特征。

基于Langmuir等温吸附的吸附动力学方程

把吸附剂对溶质的吸附看作是吸附剂和溶质之间的化学反应,参照反应动力学方程提出了相应的吸附动力学方程。基于Langmuir等温吸附定义了吸附剂动力学浓度,并导出了它和固液比、Langmuir等温吸附方程参数的关系。吸附动力学微分方程为(1+a)级,对应于吸附剂动力学质量浓度是1级,对应于溶质质量浓度为a级。通过对动力学微分方程求解,分别得到了a=1和a=2时的动力学方程的解析表达式。在a=2时,用提出的动力学方程对文献的吸附数据进行了回归计算,结果表明该动力学模型和实验数据吻合良好,回归的相关系数R^(2)>0.97。

Langmuir等温式应用于溶液的等温吸附实验

目前国内通行的一些物理化学实验教材中,在溶液的等温吸附实验中借用了Langmuir等温式这一固体吸附理论,其给出的线性方程在非极稀浓度条件下(>0.1 mol/L)和实验结果偏离较大,造成理论理解和数据处理上的一些问题。论文从Gibbs吸附理论出发,结合表面过剩和Langmuir等温式,通过理论分析得到了更宽浓度条件下适用的关系式,并相应提出了一种直接非线性拟合法,得到了正丁醇在水-空气界面吸附实验的验证。证明了目前通用的线性方程是在极稀浓度下的近似。对表面张力-浓度非线性拟合求得吸附分子截面积、吸附常数等,和文献结果相符合。进一步提出了表征溶液界面层厚度的方法,求得正丁醇-水体系中,Gibbs吸附层厚度为5.09 nm。

应用Langmuir等温吸附式研究含氯化肥对土壤吸磷的影响

本文采用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程式探讨含氯化肥对土壤吸磷的影响。结果表明，该方程能较好地描述供试土壤对磷的吸附过程，相关系数均达极显著水平。施氯处理的土壤对磷扣及附能力最强，说明氯提高了土壤对磷的吸附能力。应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程求得供试棕壤的适宜作物生长的施磷量为７６．７Ｐ／ｈａ。

二元混合气体等温吸附实验结果与扩展Langmuir方程预测值的比较

通过实验获得了CH4和N2及其二元混合气体的等温吸附方程,并利用扩展Langmuir方程对二元混合气体的吸附行为进行了预测。结果表明,利用纯CH4气体的等温吸附方程和扩展Langmuir方程对二元混合气体吸附行为的预测结果,均与二元混合气体的等温吸附实验数据存在较大误差。所以,当煤层气中含有一定数量的非甲烷气体时,只有通过混合气体的等温吸附实验,才能获得准确的吸附特性参数。

吸附等温式在重金属吸附性能研究中的应用

研究氨基淀粉(CAS)、二硫代氨基改性淀粉(DTCS)、壳聚糖(CTS)、二硫代氨基改性壳聚糖(DTC-CTS)4种吸附剂对铜、铅、锌3种重金属离子的吸附性能,应用吸附等温式考察4种吸附剂对重金属的吸附选择性。结果表明,对于4种吸附剂,Langmuir-Freundlich等温式的计算结果与试验结果可以较好地吻合,与单因素Langmuir等温式的计算结果联合,可以预计多组分体系的吸附选择性,从而在实际工艺中可以大大节省试验步骤。

Langmuir吸附等温线方程的改进及其在沸石吸附重金属中的应用

从试验数据分析出发,基于经典Langmuir吸附等温线方程,通过引入虚拟重金属离子和平衡吸附面积分配参数的概念,并将传统的平衡吸附量概念转化为平衡吸附面积,成功建立了可用于分析重金属离子在沸石材料上多元吸附过程的改进式半经验吸附等温线方程和数据分析方法,并应用到重金属元素(Cu、Pb、Cd、Ni)在合成沸石上的吸附过程,结果令人满意。方程拟合结果表明:在一元吸附体系下,四种重金属离子的极限吸附面积顺序依次为Ni^2+>Cu^2+>Pb^2+>Cd^2+。在多元吸附体系中,由于重金属离子间的相互干扰,重金属离子的总极限吸附面积均小于各重金属离子在一元吸附体系下的极限吸附面积之和。在任何多元吸附系统中,无论初始浓度高低,Cu离子均占有吸附面积分配的优势,且随着初始浓度的增加其优势愈加明显或至少保持相对稳定。Pb离子的竞争优势主要体现在较高初始浓度,并且也随着初始浓度的增加而增加。Cd离子和Ni离子的优势地位则主要体现在较低初始浓度,且随着初始浓度的增加而逐步降低。

液固吸附动力学与吸附等温式探索性实验

使用重金属螯合树脂作为吸附剂用于吸附溶液中的铜离子,在恒温下通过测定不同时刻的吸附量获得吸附动力学及其模型。在恒温下测定不同平衡浓度时的平衡吸附量得到吸附等温线。通过提供实验模型数据处理的相关Excel文件,使用线性拟合和非线性规划求解方法,实现了实验数据的快速化处理。

水溶性聚丙烯酸齐聚物的缓蚀性能及其吸附等温式的研究

以丙烯酸 (AA) ,丙烯酸丁酯 (BA)和环氧氯丙烷 (EO)为主要原料 ,利用调聚反应合成了一种新的水溶性高分子齐聚物 PABE。采用失重法和电化学方法测定了 PABE在中性自来水溶液中对 Q2 35钢的缓蚀防锈性能 ,并研究了其吸附等温式。实验结果表明 :PABE缓蚀剂在低浓度范围内遵循 L angmuir吸附等温式 。

喹啉季铵盐(HQ)缓蚀剂的缓蚀性能及其吸附等温式

在酸性介质中,某些有机缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附,形成致密的吸附膜,显示出很好的缓蚀性能.本文主要研究30℃时A3钢在1mol/L H_2SO_4中喹啉季铵盐(HQ)缓蚀剂的缓蚀性能,经计算分析,HQ缓蚀剂的吸附遵循Frumkin等温式.对测得的缓蚀剂浓度(C)及其在金属表面复盖度(θ)的lnC～θ曲,求得θ=.05时((?)lnC)/((?)θ)值和f(与Frumkin等温式中粒子吸附常数a有关,且f=-2a)值,可比较Funmkin等温式和Temkin等温式在不同θ时的异同.

吉布斯吸附等温式的应用—电解质溶液活度测定新方法

采用最大气泡压力法测定298．15K，常压及不同离子强度（0．57～12．81mol／kg）条件下氯化钻水溶液体系的表面张力，建立表面张力与浓度关系的经验公式。应用Gibbs吸附等温式推导出表面张力与活度的关系式，提出一种计算溶液活度因子的新模型，并利用实验数据回归得出了新模型参数。与文献中的数据相比，新模型计算数据的标准偏差为O．0632，与Kim归纳出的Pitzer模型参数计算数据的标准偏差相近。结果表明：采用电解质溶液活度测定新方法和计算模型可得到的氯化钴水溶液活度因子的精度较高，这使得通过测定电解质溶液表面张力计算其活度因子（或活度）成为可能。

评Freundlich吸附等温式的推导

叙述了Freundlich吸附等温式的几种主要的推导方法,以及这些推导所反映的物理模型,并对它们进行了评价。

凤鸣村腐植酸和活性褐煤对Cr(Ⅵ)离子的吸附等温式

研究了从凤鸣村褐煤中提取的腐植酸和活性褐煤对Cr (Ⅵ )离子的吸附 ,求出了Langmuir和Fre undlich方程的有关参数 ,结果表明 ,腐植酸对Cr(Ⅵ )离子吸附具有以化学吸附为主的Langmuir单分子吸附特征 ,活性褐煤对Cr(Ⅵ )离子吸附符合Freundlich方程。

对Freundlich吸附等温式的理论推导的探讨

本文提出了考虑吸附分子间相互作用的吸附体系模型。根据这个模型,利用统计力学中的系综理论,推导出了Freundlich吸附等温式0=KP^(1/n)。推导出的理论公式建立了经验常数K,n和吸附分子的微观性质之间的函数关系。分别从K和n随温度变化的趋势等方面,用已有的实验数据或结论验证了理论公式的正确性。还指出了利用理论公式从吸附数据求算吸附分子在固体表面上的微观性质的可能性。

B-E-T吸附等温式的另一种建立方法

将多分子层气固吸附等效地视为链状分子的单分子层吸附,然后通过一个所谓的气固吸附Szyszkowski公式,同样能够建立起B-E-T吸附理论,并导出各种多分子层吸附的气固吸附等温式。

中孔活性炭吸附等温式

在 BET吸附理论和杨氏气体吸附理论的基础上 ,应用内插法拟合 ,找到了与实验曲线相吻合的中孔活性炭吸附等温式 。

气固吸附与Gibbs吸附等温式

讨论了G ibbs吸附等温式对气固吸附的应用。它不仅能结合吸附层的物理模型建立各种实用的气固吸附等温式,而且还能由已知的吸附量推测吸附过程中界面自由能随平衡压力的变化规律。

表面过剩及吉布斯吸附等温式的探讨

物理化学中溶液表面吸附的表面过剩是一个可正可负的物理量,在部分的教材中,对表面过剩公式的表达不能反映其可正可负的情况,且因引入吉布斯吸附模型,对于公式的推导繁杂、理解困难,不便讲解。因此,有必要对此进行探讨,以便帮助教学和学习。

统计力学在探讨缓蚀机理中的应用——Ⅰ.Temkin吸附等温式的统计力学推导

本文分析了吸附等温式的统计力学推导在探讨缓蚀机理中的作用,在此基础上提出了吸附分子间互作用模型,并根据这个模型,利用统计力学中的系综理论,推导出Temkin吸附等温式θ=RT/αln(AP)。最后从吸附热与复盖分数之间的关系,论证了推导得到的理论公式的正确性。

利用吉布斯吸附等温式探索求解电解质溶液活度的新方法

以吉布斯吸附等温式积分式为基础,数学推证表面势的表达式,并应用表面势的数学表达式探求了一种测算电解质溶液活度系数的新方法.选取KIM计算电解质溶液溶质的活度系数公式为新方法的活度系数经验关系式的具体表达形式,利用实验直接测得的不同浓度下的表面张力数据,采用最优化拟合的方法,求算出活度系数经验关系式中的待定系数,从而可以求得不同浓度下的电解质溶液中的溶质的活度系数和活度.计算结果与KIM文献值对比,活度系数曲线在不同的坐标尺度下有很好的一致性,这使得通过测定电解质溶液表面张力测算其活度成为可能.