活性炭基于吸附等温线的吸附理论
Langmuir模型和BET 模型 更基本的吸附理论是Langmuir模型,它是基于吸附质与吸附剂之间的相互作用并且完全忽略吸附质分子之间相互作用的一种模型。对于均一吸附剂表面并忽略吸附分子间相互作用的单分子层吸附是有效的,较好地表现第I类型的吸附等温线在不同压力范围内的特征。在低压时吸附量与平衡压力为直线关系;当平衡压力很大时吸附量趋于饱和值;虽然有不少新的吸附模型被提出,但更基本的Langmuir模型仍被人们关注,并取得一些进展,如Choudary等为预测二元混合气体在活性炭等吸附材料上的吸附平衡,提出了改进的Langmuir模型。
在吸收L.ngmu计的基本思想并引进了一系列简化假设后,Brunauer、Emmett和Teller 提出了多分子层吸附理论——BET模型。
EBT模型在描述无孔型吸附等温线及计算活性炭等多孔吸附剂的比表面积等方面得到了很多的应用。但它的缺陷是推导时假设表面,均匀,用BET方法计算高此表面积的吸附剂,会导致部分微孔的比表面积漏掉。
Freundi1ch等温线方程更初由实验而得,它在描述稀释水溶液中的吸附过程等问题中得到了广泛应用, Freundi1ch等温线方程更初由实验而得,原为经验式,但从不均匀表面出发,并假设吸附热随着表面覆盖度的增加而呈指数下降,则可以由多重位置的Langmur模型导出Freuhdi1Cb等温线方程来,表明Freundilch 等温式有一定的理论依据、DarOcha等假设吸附点的分布以指数形式出现,提出了扩展的Freundilch等温线方程,并用BPJ 活性炭吸附COz 的实验数据验证了该方程的解。
Dubinin理论 Dubinin 理论又称着微孔容积填充理论 (TVFM),是在1915 年Polanyi 等创立了吸附势理论的基础上发展起来的。
微孔填充理论的两个主要论点为:
a?同一气体在同一吸附剂上的吸附特性曲线与温度无关,即特性曲线的温度无关性。气体-吸附剂系统的吸附空间体积和吸附势的分布与温度无关;
b?不同气体在同一种活性炭上的特性曲线形状相似,即特性曲线的亲和性。
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Dubinin 理论被广泛应用矿许多学者对它进行了发展。Amankwah和Schwarz研究了高压、超临界温度下的H2 和CH4 在四种多孔炭材料上的吸附,发现D--A方程对甲烷的吸附能作合理的解释,对氢气则不然;?刊大了考虑吸附质与吸附剂相互作用的参数后,修正的D-A模型对实验数据作出了合理的解释,并可运用该方程对吸附剂微孔内准液体的压力进行估算。Kaneko和Maraa 他们也引入了一个准饱和蒸汽压Poq来修正D-R方程,并将之命名为超临界D-R 方程,运用它解释了NO、N2 和?CH4 在活性碳纤维上的吸附等温线。
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