化学吸附

[拼音]：huaxue xifu

[外文]：chemical adsorption

吸附质分子与吸附剂表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。其主要特点是：吸附热近于化学反应热；是单分子层吸附；有选择性，即某些吸附质只在某些吸附剂上吸附；是可逆吸附。化学吸附可分为需要活化能的活化吸附和不需要活化能的非活化吸附，前者吸附速率较慢，而后者则较快。

化学吸附的机理可分三种情况：

（1）吸附质失去电子成正离子，吸附剂得到电子，成为正离子的吸附质吸附到带负电的吸附剂表面上；

（2）吸附剂失去电子，吸附质得到电子，成为负离子的吸附质吸附到带正电的吸附剂表面上；

（3）吸附剂与吸附质共有电子成共价键或配位键，气体在金属表面上的吸附就往往是由于气体分子的电子与金属原子的d电子形成共价键，或气体分子提供一对电子与金属原子成配位键而吸附的。在金属氧化物表面，若气体分子的电子亲合势大于金属氧化物的电子脱出功时，则金属氧化物能给气体分子电子，后者就以负离子形式吸附；反之则会有气体正离子吸附。在硅酸铝等吸附剂上酸性中心对吸附起决定性作用。

由于化学吸附是单分子层吸附，其等温线可用朗缪尔等温式描述。有时也可用弗罗因德利希吸附公式描述某些化学吸附等温线。捷姆金吸附等温式只适用于化学吸附，它的形式是：

式中V是平衡压力为p 时之吸附体积；Vm是单分子层饱和吸附体积；a和C0是常数。

化学吸附是多相催化反应不可缺少的关键步骤，反应物分子在催化剂表面上发生化学吸附成为活化吸附态，大大降低了反应活化能，加快了反应速率，并能控制反应方向。研究化学吸附不仅对了解催化反应的机理，而且对实现催化反应的工业化有巨大的实际意义。

化学吸附的研究方法远比物理吸附复杂，常用的有低能电子衍射法、红外光谱法、电子自旋共振法、场发射显微镜、俄歇电子能谱法、气相色谱法等。