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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xúc tác dị thể - Trường Đại học Bà Rịa Vũng TàuĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU XÚC TÁC DỊ THỂGiảng viên: Diệp KhanhKHOA 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 3KHOA 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 PtKHOA 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,… ZeoliteKHOA 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 nghịchKHOA 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 nghịchKHOA 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 + catalystKHOA 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 tửKHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Các loại đường đẳng nhiệt hấp phụKHOA 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 phụKHOA 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 0KHOA 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 0KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGH ...