物理吸附為什麼是低溫

『壹』 怎樣判斷物理或化學吸附

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。化學吸附放出的吸附熱比物理吸附所放出的吸附熱要大得多，達到化學反應熱這樣的數量級。而物理吸附放出的吸附熱通常與氣體的液化熱相近。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。人們還發現，同一種物質，在低溫時，它在吸附劑上進行的是物理吸附，隨著溫度升高到一定程度，就開始發生化學變化轉為化學吸附，有時兩種吸附會同時發生。化學吸附在催化作用過程中佔有很重要的地位。

可以按照上表的區別來區分是什麼類型的吸附

『貳』 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。