
【建】 chemisorption
chemistry
【化】 chemistry
【醫】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
【建】 sorption
化學吸著(Chemical Adsorption)是指物質通過化學鍵作用在固體表面形成穩定吸附層的過程,與物理吸附(依賴範德華力)存在本質差異。其核心特征包括:
化學鍵形成機制
化學吸著涉及電子轉移或共享,形成表面化合物。例如氧氣在金屬表面的吸附常伴隨氧化反應(如鐵表面生成氧化膜)。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為“吸附質與吸附劑之間發生電子交換的不可逆過程”(來源:IUPAC術語數據庫)。
能量與溫度相關性
該過程活化能較高(通常>40 kJ/mol),隨溫度升高吸附量可能增加。美國化學學會(ACS)研究顯示,氫在鉑催化劑表面的化學吸著需跨越50-100 kJ/mol能壘(來源:ACS《催化科學》期刊)。
應用領域
廣泛應用于催化反應(如合成氨中的鐵催化劑)、環境修複(重金屬離子吸附)及新能源存儲(儲氫材料)。中國科學院《材料表面化學》指出,二氧化钛光催化降解污染物即依賴表面化學吸著機制(來源:科學出版社)。
表征技術
現代研究多采用X射線光電子能譜(XPS)和掃描隧道顯微鏡(STM)分析吸附層結構。2023年《自然·材料》論文證實,石墨烯負載單原子催化劑的化學吸著位點可通過原位STM直接觀測(來源:Nature Materials官網)。
“化學吸著”通常指“化學吸附”(chemisorption),是物質表面通過化學鍵力固定周圍介質(如氣體或液體)分子或離子的現象。以下是詳細解釋:
化學吸附是吸附質分子與固體表面原子(或分子)之間發生電子轉移、交換或共享,形成化學鍵的過程。這種吸附涉及較強的化學鍵力(如共價鍵),不同于僅依賴範德華力的物理吸附。
特征 | 化學吸附 | 物理吸附 |
---|---|---|
作用力 | 化學鍵力(如共價鍵) | 範德華力 |
吸附層厚度 | 單分子層 | 多分子層 |
可逆性 | 不可逆 | 可逆 |
溫度依賴性 | 高溫更顯著 | 低溫更顯著 |
吸附熱 | 較高(與化學反應相當) | 較低(與液化熱相近) |
化學吸附在催化反應(如催化劑表面反應)、氣體淨化(如有毒氣體吸附)及材料表面改性中具有重要作用。
注:術語“化學吸著”為“化學吸附”的另一種表述,常見于部分文獻或翻譯場景。如需進一步了解,可參考化學吸附儀相關研究。
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