
【化】 differential heat of adsorption
微分吸附熱(Differential Heat of Adsorption)是表面化學與吸附動力學中的關鍵參數,用于描述吸附過程中單位吸附量變化時體系釋放或吸收的瞬時能量變化。其定義為:在恒定溫度和壓力下,吸附劑表面每增加一個無限小量吸附質分子所引起的焓變,數學表達式為
$$
Delta h{text{diff}} = left( frac{partial Delta H}{partial n} right){T,P}
$$
其中,$Delta H$為總吸附焓,$n$為吸附質的量。
在工業催化與氣體分離領域,微分吸附熱可用于評估吸附劑的選擇性及穩定性。例如,沸石分子篩對CO₂的高微分吸附熱表明其強吸附能力,這一特性被用于碳捕集技術優化。實驗測定中,常用量熱法或基于Clausius-Clapeyron方程的氣相吸附等溫線推導法,相關數據可見美國國家标準技術研究院(NIST)數據庫。
權威文獻如國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)《吸附術語報告》指出,微分吸附熱與表面覆蓋度的關系可揭示吸附質-吸附劑相互作用的非均質性。
微分吸附熱是描述吸附過程中熱力學特性的重要參數,具體解釋如下:
微分吸附熱是指在特定覆蓋度(θ)下,吸附劑表面再吸附微量吸附質時釋放的瞬時熱量。它反映了吸附過程中局部吸附位點的能量變化特征,與表面覆蓋度密切相關。
通過實驗測定相近溫度下的多條吸附等溫線,結合Clausius-Clapeyron方程或QRT2方程計算微分吸附熱。例如,利用差熱技術與色譜聯用裝置可高精度測量寬溫區内的吸附熱。
在催化研究中,微分吸附熱可表征催化劑表面活性中心的分布及吸附強度,為優化吸附劑性能提供依據。
微分吸附熱是動态吸附過程的關鍵熱力學指标,其值及變化規律對理解表面吸附機制和實際工業應用(如幹燥、催化)具有重要意義。
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