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sheath至尊木虫 (知名作家)
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[原创]吸附、偏析、物理吸附和化学吸附的定义及区别？
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吸附(adsorption)是指在固-气或液-气两相系统中，气相原子/分子在表面或界面上的富集；而一种物质将另一种物质吸收到体内，则称为吸收(absorption)。一些能量较高的原子/分子可能克服吸附势束缚而脱离表面，称为脱附/解吸。偏析/分凝(segregation)是指液相或固溶体中溶质原子在固-液或固-固界面上的富集；溶质在表面或界面的浓度低于体内称为耗尽(deletion)。偏析可分为表面偏析、内表面偏析和晶界偏析。 产生吸附和偏析现象的原因是表面/界面处的晶格结构有严重畸变或残留未配对键，而吸附和偏析能使畸变减小或键饱和，从而减小了系统的自由能。被吸附的物质称为吸附物(adsorbate)，吸附物质的固体或液体为吸附剂(adsorbant)。三废治理、轻工及石油化工工业中常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝等。吸附剂对吸附物有很强的选择性，如镍箔能大量吸附氢，但几乎不吸附氮。吸附剂或触媒剂颗粒必须很细，有很大的表面积，才能达到催化目的。 气体在固体表面的吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。吸附过程一般是先发生物理吸附，得到激活能后变为化学吸附。 物理吸附是由物理作用力产生的，包括范德瓦尔斯力、电偶极子和四重极子等静电互作用力，其特点是无选择性、多层吸附、速度快、易脱附、易达平衡。在物理吸附过程中，被吸附物质的热能降低，表现为放热效应。当吸附质热能降到最低点时，它处于平衡位置。吸附热的数量级约为20-40 (8-20) kJ/mol (另一说法为102 kcal/mol，其中1 cal＝4.184 J)。 实际的吸附过程常伴随着化学吸附。由于固体表面的原子键不饱和，通过电子转移、电子交换或共有化来产生表面附近原子/分子之间的结合力，由这样的结合力产生的吸附称为化学吸附。其特点是有选择性、单层吸附、速度较慢、不易达到平衡。吸附原子与表面原子间形成化学键，可以是离子、金属或共价键。它们之间的作用力比物理吸附大得多，其吸附热约为40-400 (170-350) kJ/mol (另一说法为104 kcal/mol)。化学吸附的外来原子基本上有两种结构：①吸附原子形成周期的粘附层迭在表面顶部，即所谓迭层；②吸附原子与表面相互作用形成合金型结构，可能进入晶体成为三维结构，比单一迭层情况复杂得多。 [search]吸附，偏析[/search] |
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