吸附等温式
单组分溶质吸附等温线的类型
当溶液中一种组分浓度远低于另一组分浓度时,把组分小的看作溶质,组分大的看作溶剂。单组分溶质吸附等温线的类型如图,共有四个大类:S型、L(Langmuir)型、H(highaffinity)型和C(constant partition)型。
S型等温线
S型吸附等温线的特点是在低浓度时,吸附的溶质越多,溶质就越容易吸附。这表明吸附剂表面的吸附质分子促进了吸收,称之为协同吸附。一般认为需要满足下述条件才出现S型等温线。
第一,吸附质分子内只有一个官能团。
第二,分子间作用力适中,吸附层内的分子垂直排列,紧密填充。
第三,溶剂分子对吸附剂的吸附位竞争很强。
L型等温线
等温线起始段斜率较大,且为凸向吸附量轴的曲线。当浓度大到一定程度后,吸附量大多不再变化。等温线表示溶质比溶剂更易被吸附,即溶剂无强烈竞争吸附能力。溶质是线性的或平面的分子,且以长轴或平面平行于表面吸附可得到此类等温线。微孔吸附剂(如微孔活性炭、分子筛等)以孔填充机制吸附时也得到此类等温线。如硅胶自非极性溶剂中吸附极性有机物,活性炭自水中吸附有机物等。
H型等温线
L型等温线的一个特例。吸附质对吸附剂的亲和力非常大,即使浓度极低,吸附质也几乎完全被吸附,溶液中的残余量极少,几乎检测不出。因此,吸附等温线的开始部分就近似垂直。大分子吸附,离子交换吸附和某些离子型表面活性剂在带反向电荷、且表面电荷密度大的固体上吸附等常用到这类等温线。
C型等温线
C型等温线表示在低浓度时的吸附和分配。图中C2表示吸附质在溶液中和吸附剂表面达到饱和之前,进行恒定分配。直线说明吸附位数是一定的,也就是吸附位被吸附质占领后,又产生新的相同数量的吸附位。