朗格缪尔( Langmuir)方程
朗格缪尔吸附理论有四个基本假设:①吸附是单分子层的;②固体表面是均匀的,该理论认为固体表面上各个晶格位置的吸附能力是相同的,每个位置上只能吸附一个分子,吸附热为常数不随吸附程度的大小变化而变化」③被吸附在固体表面上的分子相互之间没有作用力④吸附平衡是动态平衡。设似为任一瞬间固体表面被分子覆盖的分数,称为覆盖率,则未被覆盖部分的分率为(1の),在一定的条件下,吸附速率,与固体表面未覆盖部分的分率(1-の、)和吸附物的分压P成正比。以k,和ん分别代表吸附与解吸的速率常数,A代表气体,S代表固体表面,则其机理可写成kA+.AS吸附速率方程为: r.=k. p1-B)(4140而解吸速率r与理盖率队、成正比,即(4NC达到吸附平赛时,两个率应相等:,即A.p(1ーB)=S0)K十KpA式475就是朗格据尔等吸附方程,式中x的吸附平衡常数(或吸附系数),K0.6是A组分它是温度
的函数,表征了体表面对气体组分A图413几种常见污染物在活性炭上的附能力的强弱程度,因而它是一个吸附的特征值,式表示在一定温度下,吸附组分A的分压pA越大A在固体吸附剂表面上的队越大;在不变时,K越大,也越大。等温吸附线实际上,很难测定,设吸附组分A的分压为A时的吸附量为V,整个固体表面括性中も全被硬盖时吸附量为Va,即V。为最大吸附量(或称饱和吸附量)。V、V。均以标准状况下气体积表示。则可表示为:
8=V/Ve将式(4-76)代入式(4-75),朗格缪尔吸附等温式又可以写为:レー。Kp771-+Kp
对于n种组分同时被吸附的体系,用表示i组分的覆盖率,用与上面讨论吸附一种物质的情况类似的方法,可推导得多组分吸附的朗格缪尔等温方程。K,pa(4-78)1+∑Kp式中,か为第i组分的分压;K为第i组分的平衡吸附常数。对组分A则有KO(4-79)+∑Kp由式(479)可见,对A组分吸附,、随か、的增大而增大,随か的增大而减小,这是因为吸附点能吸附A,也能吸附B、C、…、i,而已经吸附了A(或)的吸附点就不能再吸附A了,这种情况表明A组分和组分之间的吸附竞争,即一种组分的吸附对另一种组分的会产生抑制作用。