混合气体吸附平衡的计算除采用式(9-70)近似计算外,也可采用严格的界面状态方程法和界面活度系数法计算。
9.3.3.1 界面状态方程法
但这样的定义不便使用界面状态方程。这里,可使用Hoory等的方法来定义i组分的二维界面逸度:
相应的标准态下界面的化学位为
将式(9-77)代入式(9-75)得
与式(9-74)比较可得出常规逸度与二维界面逸度之间的关系为
当达到吸附平衡时,相平衡关系式为
如采用范德瓦耳斯型界面状态方程
对于混合物,需采用混合规则计算方程中的a,b:
则由式(9-82)可得
(1)将表9-1中第三行右边的吸附等温式重排得
9.3.3.2 界面活度系数法
此时,界面相中组分i的标准态的化学位为
即
积分上式可得
对于纯物质有
以压力不太高的二元混合物为例,此时,式(9-88)可简化为
习 题
(1)防止液体不在毛细管中上升(始终保持毛细管中的液面与管外液面一样高),则需要在毛细管上方的管内施加多大压力?已知当地重力加速度g为9.8m·s-2。
9.3 473K时研究O2在某催化剂上的吸附作用,当气态O2的平衡压力为0.1MPa及1MPa时,测得每克催化剂吸附O2的量分别为2.6cm3及4.5cm3(STP)。设吸附作用服从朗缪尔吸附等温式,计算当O2的吸附量为饱和吸附量的一半时,相应的O2的平衡压力。
9.4 在77.2K时以N2为吸附质,测得每克催化剂的吸附量(STP)与N2平衡压力的关系如下表所示。
试用BET吸附等温式求该催化剂的比表面积。已知77.2K时N2的饱和蒸气压为99.10kPa,N2分子所占面积为0.162nm2。
9.5 如界面状态方程为π(Asm-b)=RT,试证明其相应吸附等温式为
ln(kp)=θ/(1-θ)+ln[θ/(1-θ)]
9.6 如选择威尔逊活度系数模型,试画出用界面状态方程法计算气固界面吸附的流程框图。
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