朗缪尔吸附模型

✍ dations ◷ 2025-09-19 04:28:38 #朗缪尔吸附模型

朗缪尔吸附模型(英语:Langmuir adsorption model)也常被称为朗缪尔吸附等温式。这一模型假设在等温吸附过程中,吸附质的分子与理想气体的分子类似,吸附和解吸是一对可逆过程。也解释了吸附质的分压 p A {displaystyle p_{A}} 与固体吸附剂上吸附质的体积之间的关系。其中的吸附剂被假设为一个理想的固体表面,具有一系列能够与吸附质结合的位点。这种结合被视作气相的吸附质分子 A g {displaystyle A_{text{g}}} 和空的位点S的相互作用。

这种化学反应就形成了一个被吸附的物种 A ad {displaystyle A_{text{ad}}} ,这一化学反应的平衡常数即为 K eq {displaystyle K_{text{eq}}} :

从这些基本假设出发,可以通过化学动力学、热力学和统计力学分别推导出朗缪尔吸附模型的数学表达,其数学表达式为:

式中 θ A {displaystyle theta _{A}} 指的是吸附位点的覆盖率,比如认为当气体分子在均相的平表面上形成单分子层时的总体积为 V m {displaystyle V_{text{m}}} ,那么覆盖率就是被吸附分子的体积V与总体积的比值。

1916年欧文·朗缪尔针对简单表面的吸附,发表了这一模型。他假设给定的表面有一些“黏性”的位点,可通过物理吸附或化学吸附可以与吸附质分子结合。气态分子撞击固体表面时,不再弹回,而是以组成固体的类似形式留在表面。

朗缪尔发表了两篇论文确认了自己的假设:吸附的薄膜厚度并没有超过单分子厚度。第一篇包括了电子发射的结果第二篇则测量了液体分子在固体表面吸附的结果。他也注意到了固体表面和第一层吸附质分子之间的吸引力远大于第一层和第二层之间的吸引力。

以下假设仅针对最简单的吸附情况:一种吸附质分子吸附在具有一系列相同位点的固体表面上

朗缪尔吸附模型在许多情况下都会出现明显偏差,一方面是因为它没有考虑到吸附剂的表面粗糙度。粗糙的非均匀表面具有多种可用于吸附的位点类型,且吸附热等参数因位点而异。此外,比表面积是个与比例相关的量,该参数不存在单个真值因此,使用不同的探针分子通常会导致获得不同的表面积数值,从而导致实验结果间的比较问题。

朗缪尔模型还忽略了吸附质/吸附质的相互作用。实验上,在吸附热数据中有明显的证据表明吸附质/吸附质相互作用。相邻的被吸附分子之间存在直接相互作用,可能会使一个吸附质分子附近的吸附变得有利,极大地影响高覆盖率时的吸附行为。在间接相互作用中,吸附质会改变了吸附位点周围的表面,反过来影响了附近其他吸附质分子的吸附。

相关

  • 尿道综合征尿道综合征(Urethral syndrome)为较低段的泌尿道感染之一组病症。然而,尿道综合征是不同于其它的泌尿道疾病、由于其没有传统上的病原体菌尿(bacteriuria)显著的症状呈现。典
  • 葛庭燧葛庭燧(1913年5月3日-2000年4月29日),山东蓬莱人,中国金属物理学家,中国科学院院士。九三学社中央委员会顾问。出生于山东省蓬莱县的一个农民家庭1937年获清华大学理学士学位。194
  • 科尔·波特科尔·波特(Cole Porter,1891年6月9日-1964年10月15日)是一个美国作曲家和歌曲作者。波特出生于一个美国印第安纳州秘鲁(英语:Peru, Indiana)的富裕家庭。他以音乐作为自己开始从事
  • 赫伯特·斯卡夫赫伯特·斯卡夫(Herbert Scarf,1930年7月25日-2015年11月15日)出生于费城,美国数学经济学家,耶鲁大学经济学斯特林教席。他也是美国艺术与科学学院的成员。他在本科期间取得了1950
  • 阿特罗巴特斯阿特罗巴特斯(希腊语:Aτρoπάτης 古波斯语义:被火保护的;前370年-前321年)出身于波斯的贵族,曾效力于大流士三世、亚历山大大帝,最终建立一个以他为名的独立国家和王朝。在波
  • 王鑨王鑨(1606年11月-1670年或1671年),字子陶,号大愚,河南孟津人。著有《秋虎丘》传奇,写王翠翘的故事,现存康熙十五年(1676年)序刊本。《康熙孟津县志》有传。
  • 高学濂高学濂(?年-1788年),字师洛。江西省南昌府新建县(今属南昌市)人,清朝政治人物。乾隆二十七年(1762年)壬午科江西乡试举人。乾隆四十年(1775年)乙未科第三甲第三十六名同进士出身。五十一
  • 敏感度编码技术敏感度编码技术(SENSitivity Encoding,SENSE)是磁振造影(Magnetic Resonance Imaging)领域中,一种相当经典的平行造影方法,为克拉斯·普鲁士曼(Klass Pruessmann)在1999年所提出。根据核磁共振和拉莫尔进动两个理论的描述,人体内的氢原子在外加高磁场的状况下将会对着外加磁场方向产生进动,而其进动的角频率将和外加磁场的强度成正比。以数学来描述则可写成拉莫尔方程式(Larmor Equation):若对进动的氢原子施以一个与进动频率相同、方向和主磁
  • 努克里·列维什维利努克里·列维什维利(Nukri Revishvili,1987年3月2日-),出生于格鲁吉亚库塔伊西,职业足球运动员,现效力于俄超球队马哈奇卡拉安日。列维什维利代表格鲁吉亚参加的首个正式赛事是2006年世界杯预选赛,他代表球队连续两次出场。预选赛之前,他还在2005年参加过国家队的两场友谊赛。
  • 乔治·P·科斯马图斯乔治·潘·科斯马图斯(英语:George Pan Cosmatos,1941年1月4日-2005年4月19日)是一名希腊和意大利男导演。儿子帕诺斯·科斯马图斯也是名导演。希腊导演乔治·P·科斯马图斯,1941年1月4日生于意大利佛罗伦萨,2005年4月19日因肺癌逝世于加拿大维多利亚。科斯马图斯早年在伦敦求学,毕业后曾担任奥托·普雷明格的巨作《出埃及记》(Exodus, 1960)的助理导演,将这部莱昂·尤瑞斯描绘以色列诞生的史诗搬上银幕。接着科斯马图斯参与了《希腊人佐巴》(Zorba the Greek