Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 92 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

92
барьер Е
х
в яму II. Следовательно, при достаточно большой
температуре процесс превращения физически адсорбированных
молекул в хемосорбированные атомы начинает преобладать над
процессом теплового выброса первых наружу из потенциальной ямы
I. Однако при еще более высокой температуре хемосорбированные
атомы имеют настолько высокую энергию тепловых колебаний, что
выбрасываются наружу из потенциальной ямы II глубиной (U
x
+ E
х
) и,
соединившись в молекулы, испаряются с поверхности. В результате
этого появляется хемосорбционный максимум на кривой рисунка 5.5.
Количественные соотношения, подтверждающие температурную
зависимость
0
(T) для процесса физической адсорбции, будут
получены в следующем параграфе.
Термоактивационная природа делает процесс хемосорбции, в
отличие от физической адсорбции, необратимым: изменение
температуры от T
1
, до Т
2
с последующим возвратом к исходной
температуре Т
1
не оставляет неизменным количество
адсорбированного газа.
Из-за существенного различия в энергиях адсорбции
хемосорбированные газы высвобождаются значительно труднее, чем
физически адсорбированные инертные газы, и обычно выделяются в
измененном виде. Например, кислород с вольфрама удаляется в виде
WO
3
, а с графита — в виде СО и СО
2
, так как прочность связей в этих
молекулах превышает силы когезии между атомами W или С. На
многих металлах такие газы, как N
2
, О
2
, СО
2
, сорбируются сильнее,
чем Н
2
, поскольку имеют большую теплоту адсорбции. Это приводит
к тому, что они сорбционно вытесняют водород с поверхности этих
металлов. Все это существенно усложняет процессы сорбции, и
теоретически полученные закономерности в большинстве своем носят
качественный характер.
5.3 Кинетика процесса физической адсорбции. Уравнение
изотермы Ленгмюра
Как уже отмечалось, кинетической характеристикой процесса
адсорбции является степень заполнения адсорбционных центров (t)
=N
a
(t)/N
c
, где N
c
и N
a
(t) — концентрация адсорбционных центров и
адсорбированных молекул в момент времени t.
Для случая монослойной адсорбции N
a
N
c
, так что 1.
Скорость изменения концентрации адсорбированных молекул
равняется разности между плотностями потока адсорбируемых частиц
dN
+
/dt и потока десорбируемых частиц dN
-
/dt:

Страницы