表面吸附作用

定義

吸附與吸收的區別

在固體表面上的分子力處於不平衡或不飽和狀態，由於這種不飽和的結果，固體會把與其接觸的氣體或液體溶質吸引到自己的表面上，從而使其殘餘力得到平衡。這種在固體表面進行物質濃縮的現象，稱為吸附。

吸收的特點是物質不僅保持在表面，而且通過表面分散到整個相。吸附則不同，物質僅在吸附表面上濃縮集成一層吸附層(或稱吸附膜)，並不深入到吸附劑內部。由於吸附是一種固體表面現象，只有那些具有較大內表面的固體才具有較強的吸附能力。

吸附過程是非均相過程，一相為流體混合物，一相為固體吸附劑。氣體分子從氣相吸附到固體表面，其分子的自由能會降低，與未被吸附前相比，其分子的熵也是降低的。據熱力學定律：ΔG=ΔH-TΔS

其中ΔG、ΔS均為負值，則ΔH也肯定是負值。因此，吸附過程必然是一個放熱過程，所放出的熱，稱為該物質在此固體表面上的吸附熱。

由於吸附的作用力不同，可把吸附分為物理吸附與化學吸附。物理吸附和化學吸附並非不相容的，而且隨著條件的變化可以相伴發生，但在一個系統中，可能某一種吸附是主要的。

（一）物理吸附

產生物理吸附的力是分子間引力，或稱范德力。固體吸附劑與氣體分子之間普遍存在著分子間引力，當固體和氣體的分子引力大於氣體分子之間的引力時，即使氣體的壓力低於與操作溫度相對應的飽和蒸氣壓，氣體分子也會冷凝在固體表面上。這種吸附的速度極快。

物理吸附不發生化學反應，是靠分子引力產生的，當吸附物質的分壓升高時，可以產生多分子層吸附。

（二）化學吸附

化學吸附亦稱活性吸附。它是由於固體表面與吸附氣體分子化學鍵力所造成的，是固體與吸附質之間化學作用的結果，有時它並不生成平常含義的可鑑別的化合物。化學吸附的作用力大大超過物理吸附的范德華力。

常用工業吸附劑----目前工業上常用的吸附劑主要有活性炭、活性炭纖維、活性氧化鋁、矽膠和分子篩。