物理吸附和化學吸附各自的特點是什麼

㈠ 吸附主要有哪些類型及其各自的特點是什麼

溶質從水中移向固體顆粒表面，發生吸附，是水、溶質和固體顆粒三者相互作用的結果。引起吸附的主要原因在於溶質對水的疏水特性和溶質對固體顆粒的高度親和力。溶質的溶解程度是確定第一種原因的重要因素。溶質的溶解度越大，則向表面運動的可能性越小。相反，溶質的憎水性越大，向吸附界面移動的可能性越大。吸附作用的第二種原因主要由溶質與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學鍵力所引起。與此相對應，可將吸附分為三種基本類型。
(1)交換吸附指溶質的離子由於靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上，並置換出原先固定在這些帶電點上的其他離子。通常離子交換屬此范圍。影響交換吸附勢的重要因素是離子電荷數和水合半徑的大小。
(2)物理吸附指溶質與吸附劑之間由於分子間力（范德華力）而產生的吸附。其特點是沒有選擇性，吸附質並不固定在吸附劑表面的特定位置上，而多少能在界面范圍內自由移動，因而其吸附的牢固程度不如化學吸附。物理吸附主要發生在低溫狀態下，過程放熱較小，約42kj/mol或更少，可以是單分子層或多分子層吸附。影響物理吸附的主要因素是吸附劑的比表面積和細孔分布。
(3)化學吸附指溶質與吸附劑發生化學反應，形成牢固的
吸附化學鍵和表面絡合物，吸附質分子不能在表面自由移動。吸附時放熱量較大，與化學反應的反應熱相近，約84～420kj/mol。化學吸附有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質有吸附作用，一般為單分子層吸附。通常需要一定的活化能，在低溫時，吸附速率較小。這種吸附與吸附劑的表面化學性質和吸附質的化學性質有密切的關系。
物理吸附後再生容易，且能回收吸附質。化學吸附因結合牢固，再生較困難，必須在高溫下才能脫附，脫附下來的可能還是原吸附質，也可能是新的物質。利用化學吸附處理毒性很強的污染物更安全。
在實際的吸附過程中，上述幾類吸附往往同時存在，難於明確區分。例如某些物質分子在物理吸附後，其化學鍵被拉長，甚至拉長到改變這個分子的化學性質。物理吸附和化學吸附在一定條件下也是可以互相轉化的。同一物質可能在較低溫度下進行物理吸附，而在較高溫度下所經歷的往往又是化學吸附。

㈡ 什麼是物理吸附和化學吸附

物理吸附也稱范德華吸附，它是由吸附質和吸附劑分子間作用力所引起，此力也稱作范德華力。由於范德華力存在於任何兩分子間，所以物理吸附可以發生在任何固體表面上。
吸附劑表面的分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質，由於它是分子間的吸力所引起的吸附，所以結合力較弱，吸附熱較小，吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭對許多氣體的吸附，被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。吸附於固體表面的氣體分子，不與固體產生化學反應，這種吸附稱為物理吸附，物理吸附的特點是：吸附熱小 ，吸附速度快，無選擇性，可逆，通常是發生在接近氣體液化點的溫度，一般是多層吸附。

化學吸附是吸附質分子與固體表面原子（或分子）發生電子的轉移、交換或共有，形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場，表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力，當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有，形成吸附化學鍵的吸附作用。

化學吸附是物質表面研究領域中一個非常重要的分支，它在催化(尤其是異相催化)、腐蝕、電解、晶體學、金屬學及冶金學等諸多方面都有著重要的應用。人們對化學吸附的研究也是較早的，但是早期的研究由於實驗條件的限制，只能停留在較為基礎的研究水平上。又因理論得不到實驗的證實，使得早期的化學吸附研究發展很慢。20世紀60年代以後，由於固體物理學的發展和成熟以及各種電測技術、超高真空技術及與之相關的表面及薄膜制各技術的迅速發展，各種能譜儀、質譜儀、衍射儀和顯微技術不斷出現並日臻完善，使得人們有條件從原子、分子水平去探究化學吸附現象。從而，使得化學吸附的研究得到迅速的發展，即在理論上，建立了一系列的模型；在實驗上，獲得了大量的實驗數據[1] 。
化學吸附的研究可分為宏觀理論、微觀理論、統計理論三個方面。本文著重從微觀角度對化學吸附進行介紹，因為它可以使人們從更深的層次去認識化學吸附的反應機制，從而使在這方面的研究不但具有理論意義，同時也具有很重要的實際意義。

㈢ 比較物理吸附和化學吸附的異同點

物理吸附（分子間）
由吸附質和吸附劑分子間作用力所引起,此力也稱作范德華力.所以結合力較弱.
特點：結合力較弱,吸附熱較小,吸附和解吸速度也都較快.被吸附物質也較容易解吸出來,所以物理吸附是可逆的.
如：活性炭對許多氣體的吸附,被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化.
化學吸附（分子內部）
吸附質分子與固體表面原子(或分子)發生電子的轉移、交換或共有,形成吸附化學鍵的吸附.
特點：僅發生單分子層吸附；吸附熱與化學反應熱相當；有選擇性；大多為不可逆吸附；吸附層能在較高溫度下保持穩定等.化學吸附又可分為需要活化能的活化吸附(activated
adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated
adsorption),前者吸附速度較慢,後者則較快.

㈣ 物理吸附和化學吸附的區別和聯系

一、聯系

物理吸附和化學吸附都是吸附，兩者並不是孤立的，往往相伴發生。在污水處理技術中，大部分的吸附往往是幾種吸附綜合作用的結果。

二、區別

1、產生條件不同

一般來說，物理吸附所需溫度低於化學吸附。使用吸附劑可發生物理吸附，但是化學吸附需要特點的條件，如只有一定條件下才能產生化學吸附，如惰性氣體不能產生化學吸附，如果表面原子的價鍵已經和鄰近的原子形成飽和鍵也不能產生化學吸附。

2、吸附程度不同

物理吸附的程度比化學吸附要低。

物理吸附通常形成幾個分子層，由於分子間引力的作用比較弱，使得吸附質分子的結構變化很小，在吸附過程中物質不改變原來的性質，因此吸附能小，被吸附的物質很容易再脫離，如用活性炭吸附氣體，只要升高溫度，就可以使被吸附的氣體逐出活性炭表面。

而化學吸附的吸附過程中不僅有引力，還運用化學鍵的力，因此吸附能較大，要逐出被吸附的物質需要較高的溫度，而且被吸附的物質即使被逐出，也已經產生了化學變化，不再是原來的物質了。

3、吸附特點不同

物理吸附與分子在表面上的凝聚現象相似，沒有選擇性，物理吸附過程不產生化學反應，不發生電子轉移、原子重排及化學鍵的破壞與生成。由於分子間引力的作用比較弱，使得吸附質分子的結構變化很小

在產生化學吸附的過程中，氣體原子和表面原子之間產生電子的轉移。化學吸附時，化學鍵力起作用其作用力比范德瓦爾引力大得多，所以吸附位阱更深，作用距離更短。

㈤ 比較物理吸附與化學吸附的區別

你知道物理吸附和化學吸附和有什麼區別嗎?下面就讓我來為大家介紹一下吧，希望大家喜歡。

物理吸附和化學吸附和有什麼區別

根據吸附劑表面與被吸附物之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附與化學吸附。同一物質，可能在低溫下進行物理吸附而在高溫下為化學吸附，或者兩者同時進行。吸附作用的大小跟吸附劑的性質和表面的大小、吸附質的性質和濃度的大小、溫度的高低等密切相關。如活性炭的表面積很大，吸附作用強;活性炭易吸附]沸點高的氣體，難吸附沸點低的氣體。

物理吸附是被吸附的流體分子與固體表面分子間的作用力為分子間吸引力，即所謂的范德華力(Vanderwaals)。因此，物理吸附又稱范德華吸附，它是一種可逆過程。當固體表面分子與氣體或液體分子間的引力大於氣體或液體內部分子間的引力時，氣體或液體的分子就被吸附在固體表面上。從分子運動觀點來看，這些吸附在固體表面的分子由於分子運動，也會從固體表面脫離而進入氣體(或液體)中去，其本身不發生任何化學變化。隨著溫度的升高，氣體(或液體)分子的動能增加，分子就不易滯留在因體表面上，而越來越多地逸入氣體(或液體中去，即所謂“脫附”。這種吸附—脫附的可逆現象在物理吸附中均存在。工業上就利用這種現象，借改變操作條件，使吸附的物質脫附，達到使吸附劑再生，回收被吸附物質而達到分離的目的。

物理吸附有以下特點：

①氣體的物理吸附類似於氣體的液化和蒸氣的凝結，故物理吸附熱較小，與相應氣體的液化熱相近;

②氣體或蒸氣的沸點越高或飽和蒸氣壓越低,它們越容易液化或凝結,物理吸附量就越大;

③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脫附速率都較快;任何氣體在任何固體上只要溫度適宜都可以發生物理吸附，沒有選擇性;

④物理吸附可以是單分子層吸附，也可以是多分子層吸附;

⑤被吸附分子的結構變化不大,不形成新的化學鍵，故紅外、紫外光譜圖上無新的吸收峰出現，但可有位移;

⑥物理吸附是可逆的;

⑦固體自溶液中的吸附多數是物理吸附。

物理吸附理論基礎：氣體吸附理論主要有朗繆爾單分子層吸附理論、波拉尼吸附勢能理論、 BET多層吸附理論(見多分子層吸附)、二維吸附膜理論和極化理論等，以前三種理論應用最廣。這些吸附理論都從不同的物理模型出發，綜合考查大量的實驗結果,經過一定的數學處理,對某種(或幾種)類型的吸附等溫線的限定部分做出解釋，並給出描述吸附等溫線的方程式。

物理吸附在化學工業、石油加工工業、農業、醫葯工業、環境保護等部門和領域都有廣泛的應用，最常用的是從氣體和液體介質中回收有用物質或去除雜質，如氣體的分離、氣體或液體的乾燥、油的脫色等。物理吸附在多相催化中有特殊的意義，它不僅是多相催化反應的先決條件，而且利用物理吸附原理可以測定催化劑的表面積和孔結構，而這些宏觀性質對於制備優良催化劑，比較催化活性，改進反應物和產物的擴散條件，選擇催化劑的載體以及催化劑的再生等方面都有重要作用。

化學吸附是固體表面與被吸附物間的化學鍵力起作用的結果。這類型的吸附需要一定的活化能，故又稱“活化吸附”。這種化學鍵親和力的大小可以差別很大，但它大大超過物理吸附的范德華力。吸附質分子與固體表面原子(或分子)發生電子的轉移、交換或共有，形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場，表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力，當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有，形成吸附化學鍵的吸附作用。化學吸附往往是不可逆的，而且脫附後，脫附的物質常發生了化學變化不再是原有的性狀，故其過程是不可逆的。化學吸附的速率大多進行得較慢，吸附平衡也需要相當長時間才能達到，升高溫度可以大大地增加吸附速率。對於這類吸附的脫附也不易進行，常需要很高的溫度才能把被吸附的分子逐出去。

與物理吸附相比，化學吸附主要有以下特點：

①吸附所涉及的力與化學鍵力相當，比范德華力強得多。

②吸附熱近似等於反應熱。

③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述，有時也可用弗羅因德利希公式描述。捷姆金吸附等溫式只適用於化學吸附：V/Vm=1/a•㏑CoP。式中V是平衡壓力為p時的吸附體積;Vm是單層飽和吸附體積;a和c0是常數。

④有選擇性。

⑤對溫度和壓力具有不可逆性。另外，化學吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學吸附，主要根據吸附熱和不可逆性。

化學吸附機理可分以下3種情況：

①氣體分子失去電子成為正離子，固體得到電子，結果是正離子被吸附在帶負電的固體表面上。

②固體失去電子而氣體分子得到電子，結果是負離子被吸附在帶正電的固體表面上。

③氣體與固體共有電子成共價鍵或配位鍵。例如氣體在金屬表面上的吸附就往往是由於氣體分子的電子與金屬原子的d電子形成共價鍵，或氣體分子提供一對電子與金屬原子成配位鍵而吸附的。

在復相催化中的作用及其研究：在復相催化中，多數屬於固體表面催化氣相反應，它與固體表面吸附緊密相關。在這類催化反應中，至少有一種反應物是被固體表面化學吸附的，而且這種吸附是催化過程的關鍵步驟。在固體表面的吸附層中，氣體分子的密度要比氣相中高得多，但是催化劑加速反應一般並不是表面濃度增大的結果，而主要是因為被吸附分子、離子或基團具有高的反應活性。氣體分子在固體表面化學吸附時可能引起離解、變形等，可以大大提高它們的反應活性。因此，化學吸附的研究對闡明催化機理是十分重要的。

化學吸附與固體表面結構有關。表面結構化學吸附的研究中有許多新方法和新技術，例如場發射顯微鏡、場離子顯微鏡、低能電子衍射、紅外光譜、核磁共振、電子能譜化學分析、同位素交換法等。其中場發射顯微鏡和場離子顯微鏡能直接觀察不同晶面上的吸附以及表面上個別原子的位置，故為各種表面的晶格缺陷、吸附性質及機理的研究提供了最直接的證據。

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㈥ 物理吸附與化學吸附如何區分

物理吸附與化學吸附區分：含義不同，特徵不同。

一、含義不同：

物理吸附是被吸附的流體分子與固體表面分子間的作用力為分子間吸引力，即所謂的范德華力。

化學吸附是固體表面與被吸附物間的化學鍵力起作用的結果。這類型的吸附需要一定的活化能，故又稱「活化吸附」。

二、特徵不同：

物理吸附的特徵是吸附物質不發生任何化學反應，吸附過程進行得極快，參與吸附的各相間的平衡瞬時即可達到。

化學吸附往往是不可逆的，而且脫附後，脫附的物質常發生了化學變化不再是原有的性狀，故其過程是不可逆的。

吸附劑表面

分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質，由於它是分子間的吸力所引起的吸附，所以結合力較弱，吸附熱較小，吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭對許多氣體的吸附，被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。

以上內容參考：網路-物理吸附