吸着等温線は、吸着技術や環境保護に関する研究に活用されています。通常、吸着等温線と呼ばれるグラフを使用して研究されます。これは、吸着剤に存在する吸着物の量を、一定温度での濃度または圧力の関数の形で反映します。吸着量は、異なる材料を比較するために吸着質量で正規化されます。
等温線の吸着
吸着等温線の概要:
- 吸着平衡データをリンクして吸着剤の特性を評価するために使用されます。
- 工業用ガス吸着技術の開発に使用されています。
- 気相吸着には等温線があります。
工業用ガス吸着プロセスの設計用に提供されています。吸着剤の単位質量、モル、または体積あたりの吸着剤の質量、モル、または体積として定義される、流体中の吸着物の分圧 (気体、蒸気) または濃度 (液体)、および吸着剤の溶質負荷、均衡を表現するために使用されます。
相分布を推定するために理論が日常的に使用される気液比および液液比と比較して、流体-固体吸着平衡に適した理論はありません。したがって、吸着等温線の概要で説明されているように、特定の溶質、または溶質または溶媒の組み合わせ、および目的の実際の固体吸着材料のサンプルの実験的平衡データが必要です。
一定温度で一定範囲の流体濃度にわたってデータが収集される場合、吸着剤に対する溶質負荷と流体内の濃度または分圧のプロットを生成できます。吸着等温線図の一例です。気相での吸着に集中しました。液相での吸着には等温線があります。
フロインドリッヒ吸着の等温線
1909 年に、Freundlich という名前のドイツの化学者は、固体吸着剤の単位質量によって吸着されるガスの量と特定の温度での圧力との間の経験的関係を提案しました。それを表現するために、次の式を使用します:
x/m =k.P(n> 1)
ここで、「x」は吸着剤の質量「m」に吸着されたガスの質量を示します。変数「k」と「n」は、特定の温度での吸着タイプとガスによって決まります。
吸着剤 1 グラムあたりに吸着されたガスの質量は、関係を強調するために曲線の形で圧力に対してプロットされます。物理吸着は、一定圧力で温度が上昇すると減少します。高圧では、曲線は飽和に達します。上記の式の対数を取ると、
log x/m =log k + 1/n log P
Freundlich 等温線が本物かどうかを確認するには、y 軸に log x/m をプロットし、x 軸に log P をプロットします。プロットが直線を示している場合、Freundlich 等温線は正当です。そうでない場合は、そうではありません。 1/n の値は直線の傾きによって与えられ、切片は y 軸の log k の値を与えます。
フロインドリッヒ等温線の制限
Freundlich 等温線は、吸着挙動を近似するだけです。さらに、1/n の値は 0 から 1 の間のどこかにある可能性があるため、この式は狭い範囲の圧力に対してのみ有効です。
1/n =0 の場合、x/m は等しく、吸着は圧力変数です。
1/n =1、x/m =k Pの場合、吸着は圧力に正確に比例します
上記の両方の条件は、実験結果によってサポートされています。実験等温線は、常に高圧で飽和に近づくように見えます。 Freundlich 等温線は、高圧でのこの発見を説明できないため、説明できません。
フロインドリッヒ等温線に続く 2 つの等温線:ラングミュア吸着と BET 吸着等温線。 Langmuir 等温線は自然界の単層吸着を想定していましたが、BET 等温線は多層吸着を想定していました。
BET 吸着の等温線
この理論は、固体表面でのガス粒子の吸着プロセスを説明し、材料の比表面積測定の重要な調査の基礎を形成します。
特徴
- 明確に定義された吸着活性面でのみ吸着が行われます。
- 吸着は多層プロセスです。
- 吸着は物理的なプロセスです。
- 最上層の吸着分子は平衡状態にあります。
結論
Freundlich と Langmuir による吸着等温式の導入について学びました。吸着、液体からの吸着、および特定の吸着用途に対する温度の影響。吸着用途の例は次のとおりです:
- 有毒ガスは石炭労働者の防毒マスクの表面に吸着され、接触を防ぎます。
- 空気の残留物を木炭に吸着させ、排気されているデバイスからそれらを除去することによって、真空が形成されます。
- シリカゲル ペレットが水分を吸収し、医薬品や新しいペットボトルの湿度を制御します。
- 色の除去により透明な溶液が得られます。サトウキビの汁を動物の木炭で処理して着色成分を除去します。
- カタリストとは、物事が起こるのを助ける人々です。触媒として、適切な材料を使用して反応物を表面に引き付け、反応をより迅速かつ速いペースで進めることができます。
