吸附平衡与动力学研究常用模型介绍.ppt

吸附平衡与动力学研究常用模型介绍


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主要内容
吸附平衡研究
1 Freundlich isotherm
2 Langmuir isotherm
3 二参数模型
4 三参数模型
二. 吸附动力学研究
1 一级动力学模型
2 二级动力学模型
3 W-M动力学模型
4可逆反应一级动力学模型
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吸附平衡研究常用模型
1 Freundlich isotherm
是一个经验方程，没有假设条件，方程形式如下：qe=KFce1/n
线性化：log qe=log KF+ logce
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吸附平衡研究常用模型
Temkin isotherm(1)
考虑温度对等温线的影响，方程形式与Freundlich isotherm类似
假设：吸附热与温度呈线性关系
模型方程：
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吸附平衡研究常用模型
2 Langmuir isotherm
假设条件：
单层表面吸附、所有的吸附位均 相同、被吸附的粒子完全独立
方程：qe=qmaxx
线性化：
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吸附平衡研究常用模型
qmax：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关，理论上讲与温度是无关的。
KL=K0exp（-Ea/RT）
可以通过不同温度的下的KL计算Ea，而后判断吸附过程是化学过程还是物理过程
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吸附平衡研究常用模型
优点：
（1）考虑了吸附剂表面和温度的影响
（2）应用广泛，很多吸附过程符合这一模型
（3）可以预测吸附剂的最大吸附量
缺点：
模型的假设条件与实际相差甚远，得到的信息存在较大误差。
例如：硫酸铁改性活性氧化铝计算qmax=
连续实验吸附剂的吸附量可达22mg/g
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二参数模型
Dubinin-Radushkevich isotherm(2)
假设：认为吸附剂表面是不均匀的,吸附是吸附质填充吸附剂孔的过程。
方程：
Eo：为特征能量，由此可判断吸附过程为化学
（Eo >40kJ/mol) 还是物理过程（Eo <16kJ/mol)
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二参数模型
DR方程的特征曲线？？？
One of the best feature of the DR equation lies on the fact that it is temperature-dependent. If the adsorption data at different temperatures are plotted as the logarithm of the amount adsorbed versus the square of potential energy , all the suitable data shall in general lie on the same curve, called as the characteristic curve.
在使用DR方程是，特征曲线是检验能不能用的标准！
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二参数模型
Flory-Huggins isotherm(3)
引入特征覆盖度(a)的参数：
a = 1 – Ce/Co
等温线方程：
参数KFH、nFH与pH与密切的关系，随着pH的增加会达到最大值。
可以计算过程的吉布斯自由能(△G0)
△G0=-RTln KFH
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