化学吸附丨全自动程序升温化学吸附知识100问（第一章）

1.什么是化学吸附？

答：

化学吸附是吸附质分子与固体表面原子（或分子）发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。

2.物理吸附与化学吸附最本质的区别有哪些？

答：

吸附是一种建立在分子扩散基础上的物质表面现象。通常以固体表面和吸附分子间作用力的性质区别，来区分物理吸附与化学吸附。

物理吸附：由分子间作用力（范德华力）产生的吸附称为物理吸附。范德华力来源于原子与分子间的取向力、诱导力和色散力三种作用。

化学吸附：由化学键力 产生的吸附称为化学吸附。化学键是指分子内或晶体内相邻两个或多个原子（或离子）间强烈的相互作用力的统称，主要有离子键、共价键和金属键三种基本类型。

3.什么叫离子交换吸附？

答：

吸附质的离子由于静电引力聚集到吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂也放出一个等当量离子，这种吸附称为离子交换吸附。其特征为：离子所带电荷越多，吸附越强；电荷相同的离子，其水化半径越小，越易被吸附。
在吸附剂实际的吸附过程中，物理吸附、化学吸附和离子交换吸附并不是孤立的，往往同时发生，应用中的大多数吸附现象往往是上述三种吸附作用的综合结果，即几种造成吸附作用的力常常相互起作用。但由于吸附质、吸附剂及其他因素的影响，可能某种吸附是主要的。

4.怎样理解吸附势能图？

答：

在微孔内部，当吸附质分子逐渐接近吸附剂表面时，它们之间的作用势间距离的大小而变化。作用势能与距离间的变化关系即势能曲线可以计算出来。

以双原子分子H2在吸附剂Ni上的吸附为例，其物理吸附和化学吸附的势能曲线如下图所示。

曲线I是吸附质分子H2被吸附剂Ni物理吸附的势能曲线。在P点发生物理吸附能槽的深度即为物理吸附热Qp，此时吸附质分子与吸附剂表面距离相当大，尚未发生电子云重叠。

曲线II是吸附质分子发生解离被吸附剂化学吸附的势能曲线，在C点发生化学吸附，能槽深度为化学吸附热Qc。化学吸附热比物理吸附热大得多。化学吸附时被吸附物与固体表面的距离比物理吸附时近。发生物理吸附的分子继续靠近固体表面，因电子云重叠而使势能急剧升高，能量达N点时有可能发生化学吸附。能垒Ea是与表面形成化学键所需的能量，即为化学吸附活化能。从物理吸附状态变为化学吸附状态需翻越能垒Ed（=Ea+Qc）Ed成为脱附活化能。当曲线I沿横轴正方向延伸时，其水平渐进线与横轴的距离

即为分子的解离能。由图可知，在吸附过程中，物理吸附是化学吸附的前奏，而且是使化学吸附得以顺利进行的重要因素。

5.化学吸附一定涉及化学健断裂吗？

答：

不一定，解离吸附是这样的，但是有一些吸附质的吸附方式是通过缔合方式进行吸附。

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