吸附研究

研究生毕业论文的吸附剂吸附效果差的话是不会影响毕业的。

物理吸附吸附的是分子形成的,例如拿H2作为例子吧.碳纳米管是物理吸附,H2以氢分子在碳纳米管上.化学吸附通常分子是要解离的,例如LaNi5就是对H2化学吸附,H2需要在表面解离成H原子才能继续扩散到LaNi5的内部.也就是说物理吸附只是范德华力的结合,而化学吸附则要破坏分子之间的共价键.

孙仁远1，2 张召召1 熊启勇3 胡新玉4 李泌5 傅钺1（1.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛 266555； 2.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京昌平 102249； 3.新疆油田公司采油工艺研究院 新疆克拉玛依 834000； 4.新疆油田公司风城油田作业区 新疆克拉玛依 834001； 5.新疆油田公司石西油田作业区，新疆克拉玛依 834001）摘 要：页岩气是一种非常规天然气能源，主体上以吸附态和游离相同时赋存于具有生烃能力的泥页岩 地层中。美国在页岩气开发上取得巨大成功，使人们有理由相信页岩气将成为未来常规油气资源的重要接替 者。页岩气的吸附性是页岩的特性之一，页岩的吸附解吸性能评价对页岩气的开发十分重要。采用自行设计 的页岩等温吸附解吸实验装置，研究了页岩中甲烷、二氧化碳、氮气等气体的吸附解吸特性。结果表明，随 压力的增加，气体在页岩中的吸附量增加。25℃时，甲烷在1MPa的平衡压力下吸附量是0.85cm3/g，平衡压 力增加到10MPa时，吸附量增加到4.85cm3/g；不同气体在页岩中的吸附能力不同。甲烷、二氧化碳、氮气 在页岩中的吸附性强弱依次是二氧化碳大于甲烷，甲烷大于氮气。采用同一个页岩样品，在25℃、平衡压力 为5MPa时，氮气，甲烷、二氧化碳的吸附量依次是0.45cm3/g、1.40cm3/g、6.14cm3/g。甲烷和二氧化碳在 页岩中甲烷、二氧化碳在页岩中吸附规律基本符合Langmuir方程，可以用Langmuir模型预测页岩气在页岩中 的吸附；随压力降低，甲烷解吸量增大，在压力较低时，解吸曲线变化较为平缓，压力较高时，曲线下降 变陡，解吸量较低压下增幅变大，气体在页岩中的解吸存在一定的解吸滞后效应；不同的页岩样品吸附性 不同。关键词：页岩气；吸附；解吸Adsorption and Desorption Property Evaluations of Gases in Tight ShalesSun Renyuan1，2，Zhang Zhaozhao1，Xiong Qiyong3，Hu Xinyu4，Li Mi5，Fu Yue1（1.School of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Qing 266555，China； 2.College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Changping 102249，China； 3.Institute of Oil Proction Technology，Xinjiang Oilfield Company，Kelamayi 834000，China； 4.Fengcheng Oil Proction Zone，Xinjiang Oilfield Company，Kelamayi 834001，China； 5.Shixi Oil Proction Zone，Xinjiang Oilfield Company，Kelamayi 834001，China）Abstract：Shale gas is an unconventional natural gas，mainly stored as a condensed phase on the shale matrix and organic materials.as well as free gas in the porous space.The great success on shale gas development make people believe that shale gas will offset the deficiency of conventional oil and gas.The adsorption of shale gas on shale is one of properties of shale.Adsorption and desorption property evaluations in Shales is very important for shale gas development.A self-designed laboratory apparatus was used for determining the adsorption and desorption properties of CH4，CO2，N2 in shales.Experiments show that gas can be absorbed in shales.The adsorption increases with the increasing of equilibrium pressure.When the temperature is 25℃and the equilibrium pressure is 1MPa，the adsorption of methane is 0.85cm3/g.As the pressure increases to 10MPa，the adsorption become to 4.85cm3/g.The adsorption is different with different gas.The adsorption ability of CO2 in shales is larger than CH4，and the adsorption ability of CH4 is greater than N2.When the temperature is 25℃and the equilibrium pressure is 5MPa，the adsorption of methane，nitrogen and carbon dioxide is 0.45cm3/g，1.4cm3/g and 6.14cm3/g，respectively.The adsorption of CH4 and CO2 can be described by Langmuir model.The desorption increases with the recing of equilibrium pressure.When the pressure is relatively low，the desorption is small.On the contrast，The desorption become faster when the pressure is relatively high.There are hysteresis effect when gas begin to be desorpted.The adsorption ability of gas in shales is different with different samples.Key words：shale gas；adsorption；desorption引言页岩气是从页岩层中生产出来的一种非常规天然气［1～3］。气体在页岩中主要以溶解态、游离 态、吸附态存在，页岩中吸附气的含量约占总含气量的50％［4～9］。H.S Lane等［10］从试井数据中 分析页岩气藏中气体解吸参数、监测和估算气体解吸量。E.Shtepani，等［11］研究了解吸罐测定吸 附气含量、气体组成和总的解吸时间，提出了一种精确估算损失气量，从而估算原始地质储量的 方法。Daniel J.K.等［12］研究了页岩组成和孔隙结构对气体吸附的影响，得出甲烷吸附量随TOC 及微孔体积的增加而增大的结论。Ross等［13］研究得出页岩中甲烷吸附量与TOC正相关，页岩中 硅铝酸盐中存在纳米级孔隙［14～18］，对甲烷的吸附能力有重要影响。Chamelers［17］研究得出了白 垩系页岩甲烷吸附量随微孔体积的增加而增大。Xiao-chun Lu等［19］研究了泥盆系页岩吸附影响 因素，得出有机质、粘土含量、压力温度是影响页岩吸附的主要因素，但没有研究气体在页岩 中的解吸性质。页岩气的吸附解吸性质对页岩气的压裂增产和产量预测等具有重要的意义［10］。采用自行设计的实验装置，测定了高压和室温下甲烷、二氧化碳、氮气在页岩中的等温吸附曲线。应用朗格缪尔方程［19］对曲线进行拟合，并分析了影响页岩吸附解吸性能的因素，为进一步研究页岩气 吸附解吸机理鉴定了基础。1 实验材料及设备1.1 实验材料页岩样品（粉碎、过筛，颗粒直径为60～230目）。甲烷气体（瓶装，纯度为99.99％）；二氧 化碳气体（瓶装，纯度为99.99％）；氮气气体（瓶装，纯度99.99％）；氦气（瓶装，纯度 为99.99％）。1.2 实验设备自行研制的页岩吸附解吸性能评价装置如图1、图2所示。它主要包括真空泵、样品室、标准室、 高压气瓶等。图1 页岩吸附性能评价系统示意图图2 页岩解吸性能评价系统示意图2 实验方法与步骤2.1 模型制备将现场取心得到的页岩样品粉碎、筛分、烘干、填装、压实，即得到实验用的页岩样品，其基本参 数见表1。2.2 气体吸附性能评价步骤（1）连接仪器，检查气密性。（2）打开真空泵对系统抽真空。（3）关闭样品室阀门7，打开阀门3、5，向标准室充入实验气体，关闭阀门3，记录压力 为P1（1）。（4）打开阀门5，待标准室和样品室压力平衡后记录平衡压力之值P2（1）。（5）关闭阀门7，打开阀门3，向标准室继续充入气体至P1（2），关闭阀门3，重复步骤4。（6）重复步骤5直至实验压力P1（n）。表1 页岩样品基本参数2.3 气体解吸性能评价步骤（1）连接好仪器，将气体最后一次吸附平衡的压力记为P2（1）。（2）关闭样品室阀门5，降低标准室压力，记录此时的标准室压力P1（1）。（3）待压力稳定后打开样品室阀门5，待样品室和标准室压力平衡后记录平衡压力值P2（2）。（4）重复步骤2和3，直至标准室压力降为大气压。3 实验结果及讨论3.1 气体吸附、解吸量计算公式应用真实气体状态方程，将吸附平衡后的体积换算到标准状态下的气体体积。可以得到气体吸附 量。第一个吸附平衡压力P2所对应的吸附气体积为：国际非常规油气勘探开发（青岛）大会论文集式中：P1为第一次向标准室中注入气体的压力，MPa；P2为样品室第一个吸附平衡压力，MPa；Psc为 标准大气压，MPa；Vh为标准室体积，m3 ；Vφ为样品室孔隙体积，m3 ；Z1、Z2分别为压力P1和P2 对应的真实气体压缩系数。第n个吸附平衡压力点P2（n）对应的气体吸附体积：国际非常规油气勘探开发（青岛）大会论文集气体吸附量：国际非常规油气勘探开发（青岛）大会论文集式中，m为样品质量，kg。气体解吸量：国际非常规油气勘探开发（青岛）大会论文集式中，Q解为甲烷解吸量，m3/kg；V为甲烷解吸体积，m3。3.2 页岩吸附等温线测定在25℃条件下，测量了甲烷气体在页岩样品SN121中的 吸附等温线，实验结果如图3所示。从图3中可以看出，甲 烷的吸附量随压力升高而增大，压力影响气体吸附能力。在 平衡压力为10.99MPa时，岩样品的吸附量可达4.85cm3/g。3.3 不同气体在页岩中的吸附实验结果及讨论图3 25℃时SN121页岩样品 甲烷吸附等温线实验分别测定了25℃条件下，甲烷、二氧化碳在同一种 页岩样品中的吸附性能，实验结果如图4所示。由图可见，在25℃和5.08MPa下，CH4、CO2在页岩SN121中的吸附气 量分别是3.39cm3/g、10.65cm3/g，二氧化碳在页岩中的吸附能力大约是甲烷的3倍，表明二氧化碳对 页岩的吸附能力大于甲烷。而且，甲烷和二氧化碳吸附规律都基本符合Langmuir等温吸附方程。Langmuir方程的拟合参数如表2所示。表2 Langmuir方程拟合参数图4 25℃条件下SN121页岩甲烷、二氧化碳等温 吸附线及Langmuir拟合曲线3.4 页岩吸附解吸曲线测量结果及讨论选取两种不同的页岩样品SN3、SN121进行 了甲烷吸附解吸等温实验，结果如图5和图6 所示。由图5可见，甲烷在页岩样品中的吸附曲线 和解吸曲线并不重合，说明气体在页岩中吸附和 解吸在机理上存在明显差异，存在一定的滞后 效应。由图6可见，随着压力的降低，甲烷的解吸 量增大，在压力较高时，曲线下降变陡，解吸量 较低压下增幅变大，压力越低，解吸量变化变 缓。当压力从11.46MPa降低到8.32MPa，解吸 量是2.46cm3/g；压力从3.24MPa降低到 0.14MPa，解吸量是1.17cm3/g。高压下解吸量较大，说明快速降低地层压力有利于促进甲烷在页岩中 的解吸。图5 25℃条件下，SN3、SN121页岩样品 甲烷吸附解吸等温线图6 25℃条件下SN3页岩样品 甲烷解吸等温线4 结论（1）在等温条件下，页岩吸附甲烷的量随压力增加而增大，在低压时吸附量随压力增加较快，当压 力增大到一定值后，吸附量增加变缓。（2）二氧化碳在页岩中吸附能力大于甲烷。（3）甲烷、二氧化碳在页岩中吸附规律基本符合Langmuir方程，因而可以用Langmuir模型预测页 岩气在页岩中的吸附。（4）随压力降低，甲烷解吸量增大，在压力较低时，解吸曲线变化较为平缓；压力较高时，曲线下 降变陡，解吸量较低压下增幅变大。甲烷解吸曲线与其吸附曲线不重合。参考文献［1］Folk，R.L..Petrology of Sedimentary Rocks，Hemphill Publishing Company，Austin，TX，1974.［2］张金川，薛会.页岩气及其成藏机理［J］.现代地质，2003，17（4）：466［3］Javadpour，F.Nanopores and apparent permeability of gas flow in mud rocks（shales and siltstone）；Journal of Canadian Petroleum Technology，2009，48（8）：16-21.［4］Thomas，J.J，and Frost，R.R.Adsorption and desorption studies of gases through shales.Geological and Geochemical Studies of the New Albany Shale Group（Debonian-Missippian）in Illinois，R.E.Bergstrom and N.F.Shimp，（eds.），U.S.DOE/METC/12142-0026，Morgantown，WV，1980.［5］Schettler，P.D.and Parmely，C.R.Contributions to Total Storage Capacity in Devonian Shales.SPE 23422，1991［6］张金川，金之钧，袁明生.页岩气成藏机理和分布［J］.天然气工业，2004，24（7）：15～18.［7］李新景，胡素云，程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示［J］.石油勘探与开发，2007，34（4）：392～400.［8］李玉喜，乔德武，姜文利，等.页岩气含气量和页岩气地质评价综述［J］.地质通报，2011，30（20）：308～317.［9］Li，F.C.Methane Adsorption on Devonian Shales，MSc thesis，Texas A＆M University，1992.［10］Lane，H.S.，Watson，A.T.and Lancaster，D.E.Identifying and estimating desorption from Devonian shale gas proction data，SPE 19794，1989.［11］E.Shtepani，L.A.Noll，L.W.Elrod，et al.A New Regression-Based method for accurate Measurement of Coal and Shale Gas Content.SPE 115405，2008［12］Daniel J.K.，R.Marc Bustin.The importance of shale composition and pore structure upon gas storage potential of shale gas reservoirs.Marine and Petroleum Geology，2009，26：916-927.［13］Ross，D.J.K.，Bustin，R.M..Shale gas potential of the lower Jurassic Gordondale Member，northeastern British Columbia，Canada.Canadian Petroleum Geology，2007，55：51-75［14］Aringhieri，R..Nanoporosity characteristics of some natural clay minerals and soils.Clays Clay Miner，2004，52：700-704［15］Cheng，A.L.，Huang，W.L..Selective adsorption of hydrocarbon gases on clays and organic matter.Org.Geochem，2004，35：413-423［16］Chalmers，G.R L.，Bustin，R.M..The organic matter distribution and methane capacity of the Lower Cretaceous strata of northeastern British Columbia.Int.J.Coal Geol，2007，70：223-239.［17］Chalmers，G.R.L.，Bustin，R M..On the effects of petrographic composition on coalbed methane sorption.Int.J.Coal Geol，2007，69：288-304.［18］Wang，C.C.，Juang，L.C.，Lee，C.K.，et al.Effects of exchangee surfactant cations on the pore structure and adsorption characteristics of montmorillonite.J.Colloid Interface Sci，2004，280：27-35.［19］Xiao-Chun Lu，Fan-Chang Li，Ted Watson.Adsorption measurements in Devonian shales.Fuel，1995，74：599-604.官方服务官方网站

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当液体或气体混合物与吸附剂长时间充分接触后，系统达到平衡，吸附质的平衡吸附量（单位质量吸附剂在达到吸附平衡时所吸附的吸附质量），首先取决于吸附剂的化学组成和物理结构，同时与系统的温度和压力以及该组分和其他组分的浓度或分压有关。对于只含一种吸附质的混合物，在一定温度下吸附质的平衡吸附量与其浓度或分压间的函数关系的图线，称为吸附等温线。对于压力不太高的气体混合物，惰性组分对吸附等温线基本无影响；而液体混合物的溶剂通常对吸附等温线有影响。同一体系的吸附等温线随温度而改变。温度愈高，平衡吸附量愈小。当混合物中含有几种吸附质时，各组分的平衡吸附量不同，被吸附的各组分浓度之比，一般不同于原混合物组成，即分离因子不等于1。吸附剂的选择性愈好,愈有利于吸附分离。扩展资料：吸附分离实例：1、气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。2、气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。3、气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。4、分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。5、废气和废水的处理，如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳，从炼厂废水中脱除酚等有害物质。参考资料来源：百度百科——吸附

外扩散：从流体层经过滞流层向催化剂表面的扩散，或其反向的扩散。（流体与催化剂颗粒之间的物质传递）外扩散速率的大小及影响因素，与流体的流速、催化剂颗粒、介质的密度、黏度等有关。内扩散：从颗粒外表面向内孔道的扩散，或其反向的扩散。外表面向内孔的任一点间出现的第二浓度差。内扩散较之外扩散更为复杂，既有容积扩散，又有努森扩散。在分子筛类型催化剂的内扩散，除可能存在容积扩散、努森扩散外，还有构型扩散。分子筛的孔的尺寸小于1.5nm 固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不均匀的，而且是定位的。物理吸附仅是一种物理作用，没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等。化学吸附是吸附剂表面分子或原子与吸附质分子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。希望能够帮助你吧。

当流体与多孔固体接触时， 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄， 此现象称为吸附。 吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。在液体或气体表面生成一层原子或分子的现象。被吸附的原子或分子常被化学键牢牢吸住，即化学吸附。化学吸附中，被吸附层常为一个分子那么厚的一薄层。吸附也可通过较弱的物理力发生，即物理吸附，通常形成几个分子层。吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。吸收:词语释义1、物体把外界的某些物质吸到内部，正常人体所需要的营养物质和水都是经过消化道吸收进入人体的2、接纳；接受3、机体从环境中摄取营养物质到体内的过程4、物质从一种介质相进入另一种介质相的现象。在物理学上是光子的能量由另一个物体，通常是原子的电子，拥有的过程，因此电磁能会转换成为其它的形式，例如热能。波传导的过程中，光线的吸收通常称为衰减。例如，一个原子的价电子在两个不同能阶之间转换，在这个过程中光子将被摧毁，被吸收的能量会以辐射能或热能的形式再释放出来。虽然在某些情况下 (通常是光学中)，介质会因为穿过的波强度和饱和吸收(或非线性吸收)发生时会改变它透明度，但通常情况下，波的吸收与强度无关 (线性吸收)。

设生物和化学中的交叉说法，都有道理，都不能算绝对谁错或水对。吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。具有吸附性的物质叫做吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。 以下是关于吸附的专业解释http://www.sciencetimes.com.cn/blog/Small.htm上可查到的吸附作用(一)物理吸附和化学吸附吸附是指物质附着于固体或液体表面上或物质在相界面上的浓度不同于本体浓度的一种平衡现象。吸附别种物质的物质称为"吸附剂"，被吸附的物质称为"吸附质"。"吸附量"是以单位质量吸附剂所能吸附的吸附质的数量表示。 (10-103) 或 (10-104) 而吸附过程所释放出来的热，称之为吸附热 Qads，按惯例，放热吸附，Qads为正值，反之为负值，故 (10-105) 对于一定的吸附剂和一定的吸附质的体系，实验表明，达到平衡时的吸附量与温度及气体的压力有关，即吸附方程式可表示为： (10-106) 在恒压下，P=常数，则 q=f(T)，称为"吸附等压式"。 在恒吸附量下，q=常数，则 P=f(T)，称为"吸附等量式"。 在恒温下，T=常数，则 q=f(P)，称为"吸附等温式"。依上述条件所作的实验曲线分别称为"等压线"、"等量线"和"等温线"。"等压线"主要用于研究温度变化时吸附类型转变的过程；"等量线"可用以测定等量吸附热，即 (10-107) 而"等温线"常用以解释一些有关现象及测定比表面等，常见的吸附等温线类型如图10-18所示。图10-18 吸附等温线的模型(a)单分子层；(b)和(c)多分子层；(d)和(e)多分子层并在孔隙中凝聚；(f)单分子层在均匀表面上的表面相变吸附作用一般可分为物理吸附与化学吸附两种类型。从本质上说，在物理吸附中吸附质与吸附剂表面之间的相互作用力属范德华力，而化学吸附时则属于化学键的价键力，在二者之间形成吸附键。内在本质之间的差异，使其宏观表现亦有所不同，详见表10-9所示。 表10-9 物理吸附与化学吸附之比较项目 物理吸附 化学吸附 吸附力 范德华力 化学键力 吸附热 较小，约几 kJ·mol-1近于凝聚热（液化热） 较大，约几十－几百 kJ·mol-1近于反应热 选择性 无选择性（不定位） 有选择性（定位） 吸附稳定性 不稳定，易解吸 较稳定，不易解吸 分子层数 单分子层或多分子层 单分子层 吸附速率 不需要活化能，较快，不受温度影响 一般需要活化能，较慢，升高温度加快 可逆性 可逆性吸附 可逆或不可逆（例如活性炭吸附 O2，解吸附时、却放出 CO） 一般情况下，物理吸附与化学吸附可以同时发生，但因化学吸附需要较大活化能，只有在温度较高时才能以可观速率进行，故通常在低温时常以物理吸附为主，温度升高逐步过渡至化学吸附。这种关系可自吸附等压线上看出，典型曲线如图10-19所示，其中(a)物理吸附为主；(b)化学吸附为主；(c)由物理吸附到化学吸附的过渡（非平衡关系）。（二）吸附等温式和吸附剂比表面的测定 为了解释诸如图10-18(a)类型吸附等温线的规律，兰格缪尔(Langmuir)从单层吸附的观点导出如下的吸附等温式： (10-108) 式中 Vm为单位吸附剂在形成单层吸附所必需的吸附质体积。V 为在平衡压力 p 下单位吸附剂所吸附的吸附质体积。θ 是在平衡压力 p 下吸附达平衡时表面为吸附质覆盖的分数，称为"覆盖度"，a 为吸附平衡常数。图10-20表示 V 与 p 之间的变化关系。由图可见，当 p→∞，ap》1，θ→1，V=Vm，吸附达饱和；当 p→0，1》ap，θ=ap，θ 与平衡压力 p 成线性关系。可以看出兰格缪尔等温式可以解释图10-18(a)类型吸附低压及高压时的规律。而中压指数变化阶段，则常用另一种类型吸附等温式--弗伦德里希(Frandlich)等温式描述： (10-109) 式中 q 为吸附量，k 及 n 均为经验常数，n 是大于 1 的值。此式适用于中压。将式(10-108)用下面两种形式进行线性化可确定 Vm值： (10-110) 或 (10-111) 因此，若分别以变量对作图，可得一直线，由其斜率和截距可分别求出 Vm及 a 值。若已知每个分子的横截面积，则样品的比表面 ∑（单位吸附剂的有效表面）就可以用下式表示： (10-112) 式中 am是一个吸附质分子的横截面积，L 是阿佛加德罗常数，m 是吸附剂的质量，VSTP是气体在 STP 状况下的摩尔体积。 更为经常使用的测定表面积的等温式是 BET 等温式： (10-113) 式中（ p气是被吸附液体在等温式温度时的饱和蒸气压），C 为常数。最常见的 BET 等温线形状(C>2)示于图10-18(b)，它的不常见形状(C≤2)示于图10-18(c)。 若要测定已经称重过的某吸附剂样品的表面积，标准 BET 法的步骤如下： (1)测定在 0.05＜x＜0.35 范围内吸附物 N2（基准物质）的吸附等温线； (2)用最小二乘法计算等温线对 x 图线上的线性区域的斜率和截距; (3)根据求得的斜率和截距计算 Vm； (4)用式(10-112)计算表面积，其中取 am(N2)=0.162 nm2。 （三）吸附速率与吸附平衡 在一定温度下体系达吸附平衡，吸附速率与脱附速率应相等，吸附量达到恒定。于是，可以在拟定模型后可以通过取吸附、脱附速率相等，求得达平衡时的吸附等温式。下面以兰格缪尔吸附模型为例说明之： 兰格缪尔吸附模型基本假设：(1)对于一定的吸附质，吸附剂表面含有一定数目的吸附部位；(2)每个吸附部位只能束缚一个吸附质分子（即意味着是固定的单分子层）；(3)所有部位上的相互作用能都相等（即吸附活化能为一常数，与覆盖度无关）；(4)不同部位的分子之间的侧向相互作用都等于零。 假设与吸附剂表面接触的理想气体 A（压力为 p），未占有部位（以表示）和含有已吸附的不发生离解的分子 A 的部位以表示）之间存在着下列平衡： 式中 ka和 kd分别为吸附和脱附速率常数。若设 θ 表示表面被覆盖的分数，(1-θ)为尚未被覆盖部分所占的分数，则吸附速率 ra和脱附速率 rd分别为 当达到吸附平衡时，吸脱附速率相等，即 则 (10-114) 式中为吸附平衡常数。若压力 p 时每单位催化剂吸附的气体体积为 V（已换算为 STP 值），当达到饱和吸附时为 Vm，则 代入式(10-114)，可得： 则 (10-115) 式(10-115)即兰格缪尔吸附等温式。 若有 i 种物质同时被同一固体表面吸附，则对于分压为 pi的第 i 组分的气体，不难证得其覆盖度θi为： (10-116) 例如，若有 A、B 二种气体物质同时被吸附，则 (10-117) (10-118) 可见，增加 pA（或 pB），则θB（或θA）减小，这是因为 A 和 B 二组分同时竞争表面的同样的活性中心。 上面讨论的是吸附时不发生离解的情况。如果一个吸附分子吸附时伴有离解，离解后粒子各占一个吸附位置，即： 在此种情况下，容易证明吸附等温式为： (10-119) 低压下，可简化为： (10-120) 即覆盖度 θ 与压力 p 的平方根成正比，这一结论可以用来帮助判断是否有离解吸附发生。 对于非理想的真实表面，其有关活化能 Ea与 Ed与覆盖度 θ 可有各种依赖函数关系。通过类似的讨论，可得相应的速率方程和吸附等温式。现将上述讨论结果列于表10-10，以资比较。 表10-10 化学吸附速率公式和吸附等温式 Ea,Ed与θ的关系 ra与rd的表示式 吸附热 吸附速率方程式 等温式 附注 理想吸附 Ea,Ed与θ无关 ra=kap(1-θ)rd=kdθ q等于常数 dθ/dt=kap(1-θ)-kaθ θ=ap/(1+ap)(兰格缪尔等温式) 理想、单分子层的，可用于物理吸附或化学吸附 真实吸附 线性关系：Ea=E0a+βθEd=E0d-γθ ra=kape-βθ/RTrd=kdeγθ/Rt q=q0-aθ dθ/dt=kape-βθ/RT-keeγθ/Rt(叶洛维奇方程) θ=RT/αln(A0p)(乔姆金等温式) 理论的，单分子层的化学吸附 对数关系Ea=E0a+βlnθEd=E0d-γlnθ ra=kapθ-β/RTrd=kdθγ/RT q=q0-αlnθ dθ/dt=kapθ-β/RT-kdθγ/RT(管孝男方程) θ=k·p1/n(弗仑德里胥等温式) 经验的，但也有理论说明，化学吸附和物理吸附均适用

从表格中数据可看出从左到右分别是氮气，氧气，二氧化碳，氯气，它们的分子量分别是28，32，44，71，沸点是依次升高，被单位体积活性炭吸附的气体体积也是逐渐增大．所以可以归纳出：常温下气态物质的相对分子质量越大，沸点越高，可被单位体积活性炭吸附的气体体积越多；氯化氢的分子量为36.5，介于氧气和二氧化碳之间，所以预计氯化氢的沸点介于氧气与二氧化碳两种物质的沸点之间．故答案为：高，多；氧气与二氧化碳．