
【化】 differential heat of adsorption
微分吸附热(Differential Heat of Adsorption)是表面化学与吸附动力学中的关键参数,用于描述吸附过程中单位吸附量变化时体系释放或吸收的瞬时能量变化。其定义为:在恒定温度和压力下,吸附剂表面每增加一个无限小量吸附质分子所引起的焓变,数学表达式为
$$
Delta h{text{diff}} = left( frac{partial Delta H}{partial n} right){T,P}
$$
其中,$Delta H$为总吸附焓,$n$为吸附质的量。
在工业催化与气体分离领域,微分吸附热可用于评估吸附剂的选择性及稳定性。例如,沸石分子筛对CO₂的高微分吸附热表明其强吸附能力,这一特性被用于碳捕集技术优化。实验测定中,常用量热法或基于Clausius-Clapeyron方程的气相吸附等温线推导法,相关数据可见美国国家标准技术研究院(NIST)数据库。
权威文献如国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)《吸附术语报告》指出,微分吸附热与表面覆盖度的关系可揭示吸附质-吸附剂相互作用的非均质性。
微分吸附热是描述吸附过程中热力学特性的重要参数,具体解释如下:
微分吸附热是指在特定覆盖度(θ)下,吸附剂表面再吸附微量吸附质时释放的瞬时热量。它反映了吸附过程中局部吸附位点的能量变化特征,与表面覆盖度密切相关。
通过实验测定相近温度下的多条吸附等温线,结合Clausius-Clapeyron方程或QRT2方程计算微分吸附热。例如,利用差热技术与色谱联用装置可高精度测量宽温区内的吸附热。
在催化研究中,微分吸附热可表征催化剂表面活性中心的分布及吸附强度,为优化吸附剂性能提供依据。
微分吸附热是动态吸附过程的关键热力学指标,其值及变化规律对理解表面吸附机制和实际工业应用(如干燥、催化)具有重要意义。
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