
【化】 isosteric heat of adsorption
等量吸附热(Isosteric Heat of Adsorption)是吸附热力学中的核心参数,指在恒定吸附量条件下,单位物质被吸附剂表面吸附时释放或吸收的热量。该概念通过Clausius-Clapeyron方程建立吸附等温线与温度的关系,数学表达式为:
$$ q_{st} = -R left( frac{partial ln P}{partial (1/T)} right)_n $$
其中$q_{st}$代表等量吸附热,$R$为理想气体常数,$P$为压力,$T$为温度,$n$为吸附量。这一参数在气体分离技术开发中具有关键作用,例如金属有机框架材料(MOFs)的二氧化碳捕集性能评估,研究者通过测定不同温度下的吸附等温线数据计算得到等量吸附热值,用以预测材料在变温吸附循环中的表现。
根据《表面化学分析术语》国际标准(ISO 18117:2009),等量吸附热的测定需严格控制实验条件,包括吸附平衡时间、温度稳定性及压力测量精度。美国国家标准与技术研究院(NIST)的吸附数据库收录了超过200种材料的等量吸附热实测数据,为工业吸附剂选型提供权威参考。
等量吸附热是吸附热力学中的核心参数,用于描述在固定吸附量条件下,吸附过程的热效应变化。以下是详细解释:
等量吸附热(即微分吸附热)是指在吸附量保持恒定时,吸附体系温度变化对压力的依赖关系。它反映了吸附过程中每增加微量吸附质所释放的热量。与积分吸附热(总吸附量对应的总热量)不同,等量吸附热更关注吸附过程中的局部能量变化。
通常通过Clausius-Clapeyron方程计算: $$ frac{dln P}{d(1/T)} = -frac{Q{st}}{R} $$ 其中,( Q{st} )为等量吸附热,( P )为压力,( T )为温度,( R )为气体常数。实验时需测定不同温度下的吸附等温线,通过斜率计算 ( Q_{st} )值。
需通过量热法或吸附等温线拟合获取数据。例如,活性炭吸附实验中,通过多组温度-压力数据拟合方程求解微分吸附热。
如需更完整的公式推导或实验案例,可参考知网及仪器网的相关文献。
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