標題吸附等溫線及其分類

  當溫度一定時，壓力（平衡濃度）和1g吸附劑上吸附的吸附質的量的關系曲線稱為吸附等溫線。雖然文獻中曾報道過許多不同形狀的氣體吸附等溫線，但絕大多數可以歸納成如下圖六類吸附等溫線，分別為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型、Ⅵ型吸附等溫線。圖中縱坐標表示吸附量，橫坐標為相對壓力P/P0,P0表示氣體在吸附溫度時的飽和蒸汽壓，P表示吸附平衡時氣相的壓力。各種吸附等溫線對應著吸附時氣體在固體表面上的排列形式，固體的孔、表面積、孔徑分布以及孔容積等有關信息。

 

 

 

Ⅰ型吸附等溫線，又稱為Langmuir吸附等溫線�；瘜W吸附或氣體在開發表面的單分子層物理吸附，可以得到Ⅰ型吸附等溫線。對于微孔材料來說，微孔內相鄰面的氣固作用勢能相互疊加，使得微孔對氣體的吸附作用顯著增強，低壓下吸附量便迅速升高，達到一定值后等溫線出現平臺。這是由于樣品的外表面積比孔內表面積小的多，吸附量受微孔的孔體積控制，所以壓力繼續升高吸附量基本保持不變。這表明：第一，發生在微孔內的吸附已經結束；第二，發生在外表面的吸附相對于微孔內吸附可以忽略不計。當吸附劑的孔徑分布非常均一，孔徑為分子尺度大小時，吸附等溫線在低壓下筆直上升，迅速達到飽和。氣體在炭分子篩、沸石、微孔硅膠上的吸附，呈現這類等溫線。

Ⅱ型吸附等溫線，常稱為S型等溫線。當在非多孔性固體表面或大孔材料上進行單一多層可逆吸附時，一般呈現Ⅱ型吸附等溫線。由于吸附劑表面的吸附空間沒有限制，隨著壓力的升高吸附由單分子層向多分子層過渡。

Ⅲ型吸附等溫線，這種類型極其少見。吸附質與吸附劑的相互作用很弱且小于吸附質分子間的相互作用。低壓下氣體分子僅吸附在固體表面少數的活性位上，隨著壓力的升高，氣體分子優先吸附在已被吸附的分子附近形成團簇，因此在吸附劑表面沒有形成完整的單分子層情況下，在局部已經形成多分子層吸附。

 

 

   Ⅳ型吸附等溫線。中孔材料的吸附呈Ⅳ型吸附等溫線。在較低的相對壓力（P/P0）區，吸附等溫線凸向上，與Ⅱ型等溫線相同，吸附機理也基本一致。當相對壓力達到一定值時，吸附質在中孔內發生毛細凝聚現象，吸附量陡然上升。當所有中孔的毛細凝聚結束后，吸附只在遠小于內表面的外表面上發生，吸附等溫線出現平臺。由于發生毛細凝聚現象，就產生了脫附等溫線和吸附等溫線無法重合，脫附等溫線在吸附等溫線上方，就是我們通常說的吸附滯后現象

   Ⅵ型吸附等溫線，又稱階梯型等溫線，是一種非常特殊的等溫線，是固體均勻表面上的諧式多層吸附的結果（如氪在某些潔凈金屬表面上的吸附）。BET多分子層理論的一個假設是被吸附的分子只受固體表面或下面一層已經被吸附的分子作用，同層的相鄰分子之間不存在作用力。當氣體在不均勻表面上發生吸附時，吸附分子之間的側面作用常被表面的不均勻性所掩蓋。如果能完全排除表面不均勻性的影響，真正均勻表面上吸附分子之間的側面作用不能忽略，吸附達到一定壓力時，就會發生二維凝聚，導致等溫線呈階梯狀，每一臺階代表吸附滿一層分子層。具有球對稱結構的非極性氣體分子（如氬、氪、甲烷）在經過處理后的炭黑上的吸附等溫線就是階梯狀的。