表面吸附力的影响因素
⑴吸附键性质会随温度的变化而变化
物理吸附只是发生在接近或低于被吸附物所在压力下的沸点温度,而化学吸附所发生的温度则远高于沸点。不仅如此,随着温度的增加,被吸附分子中的键还会陆续断裂以下不同形式吸附在表面上,现以乙烯在W上的吸附为例进行说明。当200K时,乙烯以完整分子形式吸附在W(110)表面;当温度升高到300K,它断掉了两个C-H键,即以乙炔C2H2形式吸附在表面;再加热到500K,剩下的两个C-H键也断裂,紫外光电子谱(UPS)证明在W表面上出现C2单元;温度进一步增高到1100K,C2分解,只有碳原子留在表面上。
⑵吸附键断裂与压力变化的关系
由于被吸附物压力的变化,即使固体表面加热到相同的温度,脱附物并不相同。以CO在Ni(111)面的吸附为例,若CO的压力小于1333.3Pa或接近真空,加热固体到500K以上,被吸附的分子脱附为气相仍为CO分子,即脱附之前未解离;可是,如果在较高压力下加热到500K,CO分子则解离。其原因是压力不同覆盖度也不一样,较高压力下覆盖度大,那些较长时间停留在表面上的CO分子可以解离。
⑶表面不均匀性对表面键合力的影响
如果表面有阶梯和折皱等不均匀性存在,对表面化学键有明显的影响。表现最为强烈的是Zn和Pt。在这些金属上当有表面不均匀性存在时,一些分子就分解,而在光滑低密勒指数表面上,分子则保持不变。乙烯在200K的Ni(111)面上为分子吸附,而在带有阶梯的Ni表面上,分子则保持不变。乙烯在200K的Ni(111)面上为分子吸附,而在带有阶梯的Ni表面上,温度即使低到150K也可完全脱掉氢形成C2有些研究还指出,表面阶梯的出现会大大增加吸附概率。
⑷其它吸附物对吸附质键合的影响
当气体被吸附在固体表面上,如果此表面上已有其它被吸附物存在或其它被吸附物被同时吸附时,对被吸附气体化学键合有时会产生强烈的影响,这种影响可能是由于这些吸附质的相互作用引起的。例如在镍表面上铜的存在是氧的吸附速度减慢,硫可以阻止CO的化学吸附。
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