トピックがカバー
はじめ
物理と化学吸着の差別化
触媒に化学吸着の関係
触媒の評価のための化学吸着のテクニックとメソッド
表面エネルギー
まとめ
触媒は、消費財の生産から環境保護への様々なアプリケーションで使用されています。最適設計と触媒の効率的な利用は、活物質の表面構造と表面化学を徹底的に理解する必要があります。 化学吸着("化学吸着")の解析手法は、設計や製造段階で触媒材料を評価するために必要な情報の多くを提供、などだけでなく、使用期間の後。触媒と反応物と生成物は様々な形態にすることができますが、この記事では、一般的に使用される不均一触媒に対応しています。
固体材料の特徴は、弱い表面エネルギーの部位の分布です。気体または蒸気分子はこれらのサイトにバインドさになることができます。これは一般的に吸着現象を説明します。表面に取り込まれた分子の量は、温度、圧力、表面エネルギーの分布、および固体の表面の面積を含むいくつかの条件と表面の特徴に依存します。一定温度での圧力対吸着分子の量のプロットは、吸着等温線と呼ばれています。
肉体的な魅力 - 物理的な吸着は、("physissorpton")固体表面と吸着質との間の比較的弱いファンデルワールスの相互作用力の結果です。物理吸着は容易に反転されます。
化学結合 - ガスと固体に応じて、吸着現象はまた、吸着質と固体表面との間の電子の共有になることがあります。これは、 化学吸着と物理吸着とは異なり、 化学吸着は逆転することは困難です。エネルギーのかなりの量は、通常、化学的に吸着された分子を除去する必要がある。
物理吸着は、温度と圧力条件が良好であることが提供されるすべての表面上で行われます。 化学吸着は 、しかし、特定の吸着剤と吸着種との間でのみ発生し、表面は以前に吸着した分子から掃除されている場合のみ。適切な条件下では、物理吸着は、複数の層を形成する吸着分子になる可能性があります。 化学吸着 、一方、吸着限り、唯一の収入は、表面に直接接触することができます、それは通常、単層プロセスであると考えられる。
物理吸着の特性は、ほぼすべての吸着分子が吸着が発生した時に同じ温度で真空排気によって除去することができるということです。それが吸着された分子吸着サイトをエスケープするために必要なエネルギーに容易に利用できるようにするため、加熱には脱着を加速する。
化学的に吸着した分子は強く表面に結合されており、物理的に結合した分子を遊離させるために必要なことに比べてエネルギーの比較的大きな量の流入なしでエスケープすることはできません。このエネルギーは熱によって提供され、多くの場合非常に高い温度が化学的に吸着した分子の表面を清掃する必要があります。
物理吸着は、現行の圧力で吸着の沸点近傍または以下の温度でのみ発生する傾向があります。これは、あるケースではない化学吸着 。 化学吸着は、通常よく吸着の沸点以上の温度で行われることができる。