4.2. Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu hấp phụ xúc tác .  Hấp phụ vật lý là gì ???  Hấp phụ hóa học là gì ???  Hấp phụ vật lí là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực hấp phụ có bản chất vật lí và không hình thành liên kết hóa học, được thể hiện bởi các lực liên kết yếu như liên kết Van Đơ Van, lực tương tác tĩnh điện hoặc lực phân tán London. Hấp phụ vật lý xảy ra ở nhiệt độ thấp, nhiệt hấp phụ thường nhỏ hơn so với hấp phụ hóa học, khoảng dưới 20 kJ/mol. Sự hấp phụ vật lí đặc trưng nhất là hấp phụ hơi nước trên bề mặt silicagen.  Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực có bản chất hóa học. Hấp phụ hóa học thường xảy ra ở nhiệt độ cao với tốc độ hấp phụ chậm. Nhiệt hấp phụ hóa học khoảng 80-400 kJ/mol, tương đương với lực liên kết hoá học. Hấp phụ hóa học thường kèm theo sự hoạt hoá phân tử bị hấp phụ nên còn được gọi là hấp phụ hoạt hoá. Hấp phụ hóa học là giai đoạn đầu của phản ứng xúc tác dị thể. Hấp phụ hóa học về bản chất khác với hấp phụ vật lý.  Để phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học người ta có thể căn cứ vào các tiêu chí sau: Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học : Nhiệt hấp phụ nhỏ (0-5 kcal/mol) , nó gần bằng với nhiệt hóa lỏng hay bay hơi của chất bị hấp phụ ở điều kiện hấp phụ. Nhiệt tỏa ra khá lớn, 40- 100 kcal/mol , tương đương với nhiệt phản ứng =>Vì vậy nó tạo thành mối nối hấp phụ khá bền và nếu muốn đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi bề mặt xúc tác thì cần nhiệt độ cao . Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học :  Do lực Van Der Waals tạo ra gồm các lực :tương tác phân tử ( lực cảm ứng , lực định hướng , lực phân tán …),lực tương tác tĩnh điện .  Lực tương tác giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ là lực tương tác hóa học . Nó bền vững hơn rất nhiều so với HPVL. Hấp phụ hóa học : Hấp phụ vật lý : Có tính chọn lọc cao, phụ thuộc vào tính chất của bề mặt rắn và tính chất của chất bị hấp phụ . Không có sự chọn lọc , bất kỳ vật rắn nào cũng có khả năng kéo về mình 1 lượng khí hoặc hơi. Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học :  Xảy ra đa lớp, nhất là khi áp suất cb sấp sỉ suất bão hòa .  Xảy ra đơn lớp rất ít phụ thuộc vào bản chất hệ hấp phụ .  Chỉ có thể xảy ra đơn lớp . s PP / 1,0           s s hp P P CPP PKV V )1(1)( Đơn lớp Đa lớp Thế tích chất bị hấp phụ,cm³/h Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học :  Tốc độ rất lớn do năng lượng hấp phụ của nó rất nhỏ (0÷ 5 kcal/mol) .  Tốc độ thường nhỏ do năng lượng hấp phụ của nó khá lớn . Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học :  Trạng thái và tính chất không bị thay đổi, giữ nguyên trạng thái hóa học ban đầu .  Làm thay đổi trạng thái ban đầu của chất bị hấp phụ , theo 2 hiện tương : bị phân ly trên bề mặt hoặc không bị phân ly trên bề mặt . [...]... hấp phụ lí tưởng Langmuir ? Nhiệt hấp phụ không đổi trong suốt quá trình hấp phụ Các phân tử bị hấp phụ trên bề mặt xúc tác không cạnh tranh lẫn nhau mà độc lập với nhau Mỗi tâm hấp phụ chỉ hấp phụ 1 phân tử Số tâm hấp phụ của chất hấp phụ không đổi trong suốt quá trình hấp phụ Vận tốcnhảhấpphụ: 𝑨 𝒗 𝒏 = 𝒌 𝒏 𝜽 𝑨 Vận tốchấpphụ: 𝑨 𝒗 𝒉 = 𝒌 𝒉 𝑷 𝑨 (1-𝜽 𝑨 ) Vận tốcchung: 𝒅𝜽 𝑨 𝒅𝝉 𝒗𝒄 = → Đặt 𝑨 𝑨 = 𝒗𝒉 - 𝒗𝒏 𝒅𝜽... lỏng QL • Số lớp hấp phụ trở nên vô cùng ở áp suất bão hòa Lý thuyết BET cho rằng sự hấp phụ khí trên bề mặt rắn là hấp phụ vật lý, ở giai đoạn áp suất cân bằng còn thấp ( 0,05 0,1 thì bắt đầu xuất hiện hiện tượng hấp phu đa lớp và quá trình hấp phụ kết thúc khi... phương trình đẳng nhiệt hấp phụ x= K.P Trong đó: x: lượng chất bị hấp phụ trên 1g xúc tác (g/g) P : áp suất cân bằng của pha bị hấp phụ (Torr, atm) K: hằng số Henry Hạn chế: - Chỉ đúng ở vùng tuyến tính nhỏ (vùng Henry) Không thể áp dụng được khi nồng độ cao Sự hạn chế số lượng tâm hấp phụ gây nên bão hòa hấp phụ b) Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir : • Phương trình hấp phụ: x  xm K P K P ... ứng Phụ thuộc vào khoảng cách giữa các nguyên tử với trung tâm bề mặt chất rắn Hấp phụ vật lý: Hấp phụ hóa học :  Bao giờ cũng thuận  Không phải lúc nào cũng nghịch ,hay nói cách khác luôn ở trạng thái cân bằng động Hấp phụ  nhả hấp phụ là thuận nghịch , tùy theo đặc tính mối nối liên kết hoá học 4.2.2.Động học quá trình hấp phụ lí tưởng Langmuir ? Nhiệt hấp phụ không đổi trong suốt quá trình hấp. .. hiện hiện tượng hiện tượng ngưng tụ các chất bị hấp phụ thành giọt chất lỏng Khi đó tình toán đặc trưng hấp phụ theo phương trình BET: P 1 C 1 P   V P0  P  Vm C Vm C P0 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Temkin: Phần lớn các chất hấp phụ là xúc tác ở thể rắn có bề mặt không bao giờ đồng nhất Vì vậy, ở các tâm hoạt động khác nhau thì nhiệt tỏa ra do hấp phụ sẽ khác nhau, nghĩ là K không phải là hằng... −(𝑘ℎ 𝑃 𝐴 + 𝑘 𝑛 )𝜏 Sựphụthuộccủađộchephủbềmặt𝜽 𝑨 vàthờigian𝝉 𝜽 B 𝝉 Bềmặtriêngcủaxúctác: 𝑆 𝑟 = N.𝐴 𝑚 - Quá trình hấp phụ một chất A A  K P A K P  1 A - Quá trình hấp phụ hai chất A và B: A  B K PA K PA  K P  1 B K P B  K PA  K P  1 B - Quá trình hấp phụ n chất:  i  K P i  K P  1 i  : Lượng nhiệt tỏa ra giảm đồng đều theo time   Ta có thể áp dung phương trình hấp phụ lí tưởng langmuir.. .Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học :  Không hình thành mối  Tạo thành mối nối bền nối,sự tương tác phân tử bị hấp phụ với các electron của chất rắn rất yếu vững ,và có tính chất gần giống với mối nối hóa học VD: mối nối hóa trị , ion , đồng hóa trị … Hấp phụ vật lý : Hấp phụ hóa học: Phản ứng tiến hành nhanh và năng lượng hoạt hóa = O... được hàm số của K là f(K) Trong quá trình hấp phụ, năng lượng hoạt hóa tăng theo quan hệ tuyến tính với độ che phủ bề mặt : E  Eo  a. A Trong đó s a : hằng số thực nghiệm E0 : Năng lượng hoạt hóa thấp nhất  Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Fleundlich : x  K.P 1 n  K.P m  Phương trình áp dụng cho quá trình hấp phụ bề mặt không đồng nhất.Kvà n là hằng số thực nghiệm : H j n j  no e Ho Nếu coi n0... V ( Lượng chất bị hấp phụ ) Nhả Hấp phụ Tất cả mao quản được lấp đầy Vùng mao quản được lấp đầy Vùng hấp phụ đơn lớp Hấp phụ Vùng theo định luật henry Các mao quản bé được lấp đầy Vùng đường thẳng 0,05< P/PS . 4.2. Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu hấp phụ xúc tác .  Hấp phụ vật lý là gì ???  Hấp phụ hóa học là gì ???  Hấp phụ vật lí là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực hấp phụ có bản chất. xúc tác dị thể. Hấp phụ hóa học về bản chất khác với hấp phụ vật lý.  Để phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học người ta có thể căn cứ vào các tiêu chí sau: Hấp phụ vật lý : Hấp phụ. nhau Mỗi tâm hấp phụ chỉ hấp phụ 1 phân tử Số tâm hấp phụ của chất hấp phụ không đổi trong suốt quá trình hấp phụ Vận tốchấpphụ:    =   .  .(1-   Vận tốcnhảhấpphụ:    =