
【化】 Freundlich adsorption equation
弗羅因德利希吸附公式(Freundlich Adsorption Equation)是描述多分子層吸附現象的經典經驗公式,由德國化學家赫伯特·弗羅因德利希(Herbert Freundlich)于1906年提出。該公式適用于描述吸附劑表面非均一、且吸附質分子可形成多層吸附的物理吸附過程,尤其在中等壓力範圍内與實驗數據吻合較好。
弗羅因德利希吸附公式的數學形式為: $$ q_e = K_F cdot C_e^{1/n} $$ 其中:
當 ( 1/n ) 介于 0.1–0.5 時,表明吸附過程容易進行;若 ( 1/n > 1 ),則吸附效果較差。
公式中的指數項 ( C_e^{1/n} ) 表明吸附量與濃度呈非線性關系,區别于朗缪爾(Langmuir)模型的單層飽和吸附假設。
( 1/n ) 的取值反映了吸附劑表面能量分布的非均一性。( 1/n ) 越小,表面活性位點能量差異越大。
該公式為經驗模型,無法描述吸附分子層的飽和極限,更適用于中低濃度範圍。在高濃度時,吸附量可能偏離預測值。
弗羅因德利希公式廣泛應用于環境科學與化學工程領域,例如:
特征 | 弗羅因德利希模型 | 朗缪爾模型 |
---|---|---|
吸附層類型 | 多分子層 | 單分子層 |
表面均一性 | 非均一表面 | 均一表面 |
濃度依賴性 | 非線性(指數關系) | 非線性(雙曲線關系) |
飽和吸附量 | 無理論飽和限 | 有明确飽和值(( q_m )) |
Über die Adsorption in Lösungen (On Adsorption in Solutions), Zeitschrift für Physikalische Chemie, 57A: 385–470.
(原始文獻提出公式的物理化學基礎)
Reporting Physisorption Data for Gas/Solid Systems (2015), Technical Report.
(定義吸附等溫線分類标準)
Adsorption Design Guidelines for Contaminant Removal (2020).
(工程應用指南)
注:引用來源基于學術文獻與權威機構報告,鍊接因平台限制未展示,讀者可通過DOI或官方渠道檢索原文。
弗羅因德利希(Freundlich)吸附公式是一種描述吸附平衡的經驗公式,主要用于氣-固或液-固界面的吸附過程。以下是詳細解釋:
氣體吸附(、、)
公式為:
$$Gamma = frac{x}{m} = k cdot p^n$$
其中:
溶液吸附(、)
公式為:
$$frac{X}{M} = k cdot C^{1/n}$$
其中:
對數線性化(、、):
取對數後公式變為:
$$lg Gamma = lg k + n cdot lg p quad text{或} quad lg frac{X}{M} = lg k + frac{1}{n} cdot lg C$$
以 $lg Gamma$ 對 $lg p$(或 $lg (X/M)$ 對 $lg C$)作圖可得直線,斜率為 $n$(或 $1/n$),截距為 $lg k$。
參數特性:
如需進一步了解其他吸附模型(如Langmuir、BET),可參考相關文獻或實驗手冊。
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