Xúc tác dị thể - Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu

Chia sẻ: Phạm Ngọc Mùi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:156

Thêm vào BST

Báo xấu

137
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự hấp phụ là sự tụ tập chất trên bề mặt phân chia hai pha thể tích (Rắn-Lỏng, Rắn-Khí, Lỏng-Khí).Chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp phụ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xúc tác dị thể - Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu

ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU XÚC TÁC DỊ THỂ Giảng viên: Diệp Khanh KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Sự khác nhau giữa Hấp phụ và Hấp thụ Hấp phụ (Adsorption) và Hấp thụ (Absorption) được gọi chung là Hấp thu (Sorption). KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
3 KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Hiện tượng bề mặt - Hấp phụ (Adsorption)  Định nghĩa: Sự hấp phụ là sự tụ tập chất trên bề mặt phân chia hai pha thể tích (Rắn-Lỏng, Rắn-Khí, Lỏng-Khí)  Chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp phụ.  Chất được tụ tập trên bề mặt gọi là chất bị hấp phụ. Ví dụ:  CO trên Pt KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 4
Bề mặt riêng (của chất hấp phụ): là diện tích bề mặt/1 gam chất hấp phụ. - Những chất không có lổ xốp thì có bề mặt riêng từ vài m2/g cho đến vài trăm m2/g. - Những chất có hệ thống lỗ xốp và mao mạch phát triển thì bề mặt riêng có thể lên tới trên 1000 m2/gam - Ví dụ: Zeolit, than hoạt tính, silicagel,… Zeolite KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 5
Ví dụ: Các chất hấp phụ Các hạt silicagel Than hoạt tính Lực hấp phụ: lực vdW, lực hóa học,… KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 6
Hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học Có một loạt các tiêu chí để phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học, trong đó đáng chú ý nhất là sự phân biệt về đặc điểm liên quan đến năng lượng hấp phụ. - Loại liên kết - Nhiệt hấp phụ - Năng lượng hoạt hóa - Khoảng nhiệt độ hấp phụ - Số lớp hấp phụ - Tính đặc thù - Tính thuận nghịch KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 7
Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học  Tương tác vật lý  Tương tác hóa học  Vài Kcal/mol  Vài chục Kcal/mol  Không quan trọng  Quan trọng  Nhiệt độ thấp  Ưu đãi ở nhiệt độ cao  Nhiều lớp  Một lớp  Ít phụ thuộc vào bản chất của  Có tính đặc thù. Sự hp chỉ diễn ra bề mặt, phụ thuộc vào những khi chất bị hấp phụ có khả năng điều kiện về áp suất, nhiệt độ tạo liên kết hóa học với chất hp.  Có tính thuận nghịch  Thường bất thuận nghịch KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 8
Ví dụ: Phản ứng chuyển eten thành etan Step 1 reactant + catalyst Step 2 reactant/catalyst complex Step 3 product/catalyst complex Step 4 product + catalyst KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 9
Những cách nghiên cứu sự hấp phụ - Không tuỳ thuộc vào việc hấp phụ là vật lý hay hoá học, người ta nghiên cứu: - Sự hấp phụ trên bề mặt chất lỏng. - Sự hấp phụ khí hay hơi trên bề mặt chất rắn - Sự hấp phụ chất tan từ dung dịch lên bề mặt của vật rắn nhúng vào dung dịch. - Sức căng bề mặt chỉ có vai trò quan trọng trong sự hấp phụ lên bề mặt chất lỏng hay dung dịch. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 10
-Người ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc của lượng chất bị hấp phụ ở các điều kiện khác nhau: - Độ hấp phụ (G) = f(T) ở P = const → gọi là đường Đẳng áp hấp phụ. - Độ hấp phụ (G) = f(T) ở C = const → gọi là đường Đẳng nồng độ hấp phụ. - Độ hấp phụ (G)=f(P) hay G=f(C) ở T=const →gọi là đường Đẳng nhiệt hấp phụ. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 11
Hấp phụ đơn lớp vs Hấp phụ đa lớp ? đa lớp phân tử đơn lớp phân tử Bề mặt chất rắn Mô hình lớp đa phân tử KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Các loại đường đẳng nhiệt hấp phụ KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (Loại I) I n ad Kp nad  nm    nm  1 K p 0 p /p Giả thiết: • Bề mặt đồng nhất (tất cả các tâm hấp phụ như nhau về mặt năng lượng) • Hấp phụ đơn lớp (không có hấp phụ đa lớp) • Không có tương tác giữa các phân tử bị hấp phụ KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 15
Đẳng nhiệt hấp phụ Loại II và IV II n ad Hấp phụ đa lớp (bắt đầu tại B) Mao quản rỗng B p /p 0 IV Tương tự II ở giá trị p thấp n ad Ngưng tụ mao quản ở giá trị p cao B p /p 0 KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 16
Mao quản (Pore) MicroPore ? MesoPore? MacroPore? KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 17
Đẳng nhiệt hấp phụ Loại III và V III Lực liên kết giữa các phân tử bị hấp phụ, (ví dụ: n ad nước hấp phụ trên bề mặt cacbon hoạt tính kỵ nước) p /p 0 V Tương tự như III ở giá trị p thấp n ad Ngưng tụ mao quản ở giá trị p cao p /p 0 KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 18
Hấp phụ khí và hơi trên bề mặt rắn. Thuyết hấp phụ đơn phân tử Langmuir. I Kp nad  nm    nm  1 K p n ad 0 p /p Giả thiết: • Bề mặt đồng nhất (tất cả các tâm hấp phụ như nhau về mặt năng lượng) • Hấp phụ đơn lớp (không có hấp phụ đa lớp) • Không có tương tác giữa các phân tử bị hấp phụ KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 19