[科普中国]-等温吸附曲线

简介

等温吸附中表示吸附量与溶液浓度或气体压力关系的公式叫等温吸附式。这种关系用图来表示叫等温吸附曲线。上述物理量要给出一般的关系式是困难的。多孔质的固体吸附可采用Frundlich’s吸附实验，接近于单分子层的饱和吸附服从Langmuir’s吸附等温式。非多孔质固体粉末的表面吸附多数是多分子层吸附，其吸附等温曲线呈S形，用BET多分子层吸附等温式才适用。2

分类在水处理中，绝大多数具有代表性的杂质的吸附平衡关系式均为非直线型。等温吸附曲线类型很多，选定常用的几种进行分述。

Langmuir吸附等温线吸附等温式是从动力学的观点出发，通过假设条件而推导出来的单分子吸附公式：

1） 吸附剂表面的吸附能是均匀分布的并且吸附能为常数。

2） 被吸附在吸附剂表面的溶质分子只有一层，为单分子吸附；当达到单层饱和时，其吸附量为最大。

3） 被吸附在吸附剂表面上的溶质分子不再迁移。

由上述假设条件，Langmuir吸附等温式可表达为：

q=

式中a，b为常数。

为了方便计算，一般将上式改为倒数式，可求a，b的值。

BET吸附等温线BET公式表示吸附剂上有多层溶质分子被吸附的吸附模式，各层的吸附符合Langmuir吸附公式，可表示为：

式中 q0——单分子吸附层的饱和吸附量；

Cs——吸附质的饱和浓度，g/L；

B——常数。

为计算方便，可将上式改为倒数式，利用这个关系可以求出B和q0。

Frundlich吸附等温线Frundlich等温式是另外一种吸附等温式，是不均匀表面能的特殊例子，它基本上属于经验公式，常被用来图解试验结果、描述数据、进行各个实验结果的比较，一般用于浓度不高的情况。其表达式为：

式中 g——吸附量；

c——为吸附质平衡浓度，g/L；

K，n——为常数。

通常情况下，将上式改写为对数式，把C和与之对应的q点绘在双对数坐标纸上，便得到一条近似的直线。