化学吸附和物理吸附的区别

原标题：化学吸附和物理吸附的区别

吸附分为三种:交换吸附，物理吸附，化学吸附

(1)交换吸附:指液体溶质的离子由于静电引力作用，聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其它离子。

通常离子交换属于此范围。影响交换吸附的重要因素是离子电荷数和水合半径的大小。

(2)物理吸附:指气体或液体溶质与吸附剂之间，由于分子间力，也称‘ 范德华力”而产生的一-种可逆吸附过程。

物理吸附的特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而是能在界面范围内自由移动。

(3) 化学吸附:指溶质与吸附剂发生化学反应，形成牢固的吸附化学键和表面络合物，吸附质分子不能在表面自由移动。

化学吸附结合牢固，再生较困难，必须在高温下才能脱附，脱附下来的可能是原吸附质，也可能是新的物质。

化学吸附仪可以测什么？

化学吸附仪是基于程序升温技术发展起来的，当催化剂表面吸附某些吸附质时，在惰性气体保护下，以一定升温速率加热，可以检测流出气体的组成和浓度的变化以及表征催化剂表面化学性质的变化，统称为程序升温分析技术。

根据预处理条件和气氛的不同，可以分为程序升温脱附（TPD），程序升温还原（TPR），程序升温氧化（TPO），程序升温表面反应（TPSR）以及脉冲吸附等。通过程序升温分析技术主要可以研究催化剂表面吸附中心的类型和数量；活性组分、助剂及载体之间的相互作用力；催化剂的还原性质；各种催化效应（氢溢流现象、协同效应及合金化效应等）；金属分散度；活性金属比表面积以及催化剂失活和再生等。

程序升温还原（TPR）——确定催化剂中可被还原成分的数量、开始被还原的温度、还原的截止温度等；

程序升温氧化（TPO）——催化剂在完成TPR还原之后重新被氧化，确定被重新氧化部分占总共被还原部分的比例，用这个比例来反映催化剂的循环氧化还原性能；

程序升温脱附（TPD）——确定催化剂表面可用活性点在吸附某种气体后，在一定温度下，这些被吸附的气体从表面活性点完全脱出时所需要的能量（解吸附能），以便通过解吸附能的大小反映催化剂的活性强弱；

脉冲化学吸附——确定催化剂活性表面积、催化剂表面金属分散率和活性颗粒大小。

TPD理论基础

NH3/CO2-TPD是实验室中简单表征催化剂酸碱性最常用最方便的方法。其理论基础在于“吸附热”三个字，就吸附而言，根据探针分子和催化剂(吸附剂)作用方式的不同，可以分为物理吸附和化学吸附，物理吸附中探针分子至于催化剂发生简单的物理作用，相互作用力较弱;而化学吸附顾名思义，指探针分子和催化剂之间发生化学作用，生成作用力较强的化学键。

一般而言，物理吸附和化学吸附都是放热的过程，以探针分子和催化剂为体系考虑时，总的能量是降低，因此吸附的逆过程：脱附则是一个能量升高的过程，需要外部供给一定的能量才能够实现，在TPD的测试中，这种能量就是以热能的形式供给，即通过电热炉加热使已吸附了探针分子的催化剂发生脱附。

TPD实验方法

基于以上原理，TOD实验主要包括以下主要步骤：催化剂表面净化(这一点在以TCD为检测器的时候尤为重要)、一定条件下探针分子的吸附、程序升温脱附，同时记录探针分子脱附与温度变化的曲线。

具体而言，首先催化剂需要在一定温度的条件下，使用惰性气体吹扫来除去表面物理吸附的H2O、CO2等杂质分子，而后继续在惰性气体吹扫下使温度变化到所需要的吸附温度，然后通入含有探针分子的气体，使催化剂表面达到吸附饱和，再通入惰性气体将管路和催化剂表面参与的一些探针分子除去，待检测器中基线稳定后，开始升温，同时记录探针分子脱附的情况。

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