Каковы классификации изотерм адсорбции?

Классификация изотерм физической адсорбции, предложенная Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) (рисунок 6):

(1) Тип I характеризуется состоянием, близким к насыщению при определенном давлении. Химическая адсорбция, ограниченная однослойной адсорбцией, относится к этому типу и часто называется ленгмюеровским типом. Это также происходит при физической адсорбции, которая часто происходит при адсорбции микропористых адсорбентов.

Благодаря эффекту близости стенок пор энергия адсорбции может быть значительно увеличена. В пределах небольшого диапазона относительного давления микропоры постепенно заполняются. Позже, по мере увеличения относительного давления, адсорбция микропор становится насыщенной. Основным геометрическим параметром, характеризующим заполнение микропор, является объем микропор, а не площадь поверхности стенок микропор. Например, адсорбция органических паров на активированном угле.

(2) Тип II - наиболее распространенная изотерма адсорбции, которая имеет S-образную форму. Адсорбенты, демонстрирующие этот тип изотермы, представляют собой порошки из непористых частиц. Например, адсорбция азота порошком железа при -196^oC.

(3) Изотерма типа III является вогнутой. Обычно наблюдается в ситуациях, когда эффект адсорбции очень слаб.

   (4) Изотерма типа IV, ее интерпретация аналогична интерпретации типа II. Разница заключается в том, что адсорбент содержит значительное количество мезопор, и капиллярный конденсат, адсорбированный в мезопорах, кажется насыщенным в определенном диапазоне относительного давления. Например, адсорбция паров бензола на железооксидном геле или силикагеле при комнатной температуре.

   (5) Разница между типом V и типом III такая же, как разница между типом IV и типом II. Это также связано с тем, что адсорбент содержит значительное количество мезопор, что приводит к капиллярной конденсации и насыщению в определенном диапазоне относительных давлений.

   (6) Тип VI, также называемый лестничной изотермой, распространен, когда неполярные адсорбаты адсорбируются на непористых твердых телах с однородными физическими и химическими свойствами. Для      например, углерод графитизируется при температуре выше 2700°С и затем адсорбирует азот, аргон и криптон. Эта изотерма в форме лестницы образуется путем формирования первого двумерного упорядоченного молекулярного слоя, а затем адсорбции второго слоя. Адсорбция второго слоя, очевидно, находится под влиянием первого слоя и, следовательно, приобретает ступенчатую форму. Адсорбированные молекулы также приобретают ступенчатую форму, когда они претерпевают соответствующие изменения, но существует только одна ступень. При взаимодействии VI типа требуется много времени, чтобы достичь адсорбционного равновесия. Очевидная ступенчатая форма также появляется при образовании кристаллической воды.

                                                                           Рисунок 6 Классификация изотерм физической адсорбции, предложенная ИЮПАК