化學(xué)吸附是吸附質(zhì)分子與固體表面原子(或分子)發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移、交換或共有,形成吸附化學(xué)鍵的吸附。由于固體表面存在不均勻力場,表面上的原子往往還有剩余的成鍵能力,當(dāng)氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發(fā)生電子的交換、轉(zhuǎn)移或共有,形成吸附化學(xué)鍵的吸附作用。
化學(xué)吸附的特點:
化學(xué)吸附的主要特點是:僅發(fā)生單分子層吸附;吸附熱與化學(xué)反應(yīng)熱相當(dāng);有選擇性;大多為不可逆吸附;吸附層能在較高溫度下保持穩(wěn)定等?;瘜W(xué)吸附又可分為需要活化能的活化吸附(activated adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated adsorption),前者吸附速度較慢,后者則較快。
化學(xué)吸附是多相催化反應(yīng)的重要步驟。研究化學(xué)吸附對了解多相催化反應(yīng)機(jī)理,實現(xiàn)催化反應(yīng)工業(yè)化有重要意義。吸附特點與物理吸附相比,化學(xué)吸附主要有以下特點:①吸附所涉及的力與化學(xué)鍵力相當(dāng),比范德華力強(qiáng)得多。②吸附熱近似等于反應(yīng)熱。③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述,有時也可用弗羅因德利希公式描述。④有選擇性。⑤對溫度和壓力具有不可逆性。另外,化學(xué)吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學(xué)吸附,主要根據(jù)吸附熱和不可逆性。
化學(xué)吸附的研究可分為宏觀理論、微觀理論、統(tǒng)計理論三個方面。本文著重從微觀角度對化學(xué)吸附進(jìn)行介紹,因為它可以使人們從深的層次去認(rèn)識化學(xué)吸附的反應(yīng)機(jī)制,從而使在這方面的研究不但具有理論意義,同時也具有很重要的實際意義。