油层物理32第二节吸附作用

一、名词解释：1Absolute permeability：P239绝对渗透率：岩心中100%被一种流体所饱和时测定的渗透率。

2 Acid sensitive：岩石酸敏性：酸敏性是指酸化液进入地层后与地层中的酸敏性矿物发生反应，产生凝胶、沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象。

3 Adhesive power：粘附功：非湿相流体中，将单位面积的湿相从固体界面拉开所作的功。

4 Adsorption：吸附作用：溶解于某一相中的物质，自发地聚集到两相界面层并急剧减低该界面层的表面张力的现象称之为吸附。

5 Average production oil/gas ratio：平均生产油气比：6 Bubble point pressure：泡点压力：温度一定时，压力降低过程中开始从液相分离出第一批气泡时的压力。

7 Capillary hysteresis：毛细管滞后现象：在其他条件相同的情况下，由于饱和顺序不同，毛细管中吸入过程产生的液柱高度小于驱替过程产生的液柱高度。

8 Capillary number：P256毛管数：油滴上的动力与阻力之比。

ΔP/L δ9 Capillary pressure curve：毛细管压力曲线：用实验的方法测量出不同湿相流体的饱和度下的毛细管压力与湿相（非湿相）饱和度的关系曲线。

10 Cement：胶结物：除砂岩碎屑颗粒以外的化学沉淀物质。

11 Cementing types：胶结类型：胶结物在岩石中的分布状态以及他们与碎屑颗粒的接触关系。

包括基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结。

12 Clay mineral：粘土矿物：高度分散的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。

13 Composition of a system：p47体系的组成：体系中所含组分以及各组分在总体系中所占的比例。

14 Compressibility factor of natural gas：天然气的压缩系数：给定压力和温度下，一定量真实气体所占的体积与相同温度、压力下等量理想气体所占有的体积之比。

吸附作用原理
吸附作用原理是一种物质分子间的相互作用现象，其机制主要包括物理吸附和化学吸附。

物理吸附是指物质分子在吸附位点附近形成松散的吸附层，吸附分子与吸附位点之间的相互作用主要通过范德华力实现。

这种作用力相对较弱，吸附分子与吸附位点间的结合较松散，吸附层易于移动和解吸。

物理吸附通常发生在低温和高压条件下。

化学吸附是指物质分子在吸附位点附近与表面原子或分子之间发生化学键结合，形成牢固的吸附层。

这种化学键结合是通过化学键的形成或断裂实现的，需要一定的能量。

化学吸附的吸附层附着力较强，不易移动和解吸。

化学吸附通常发生在高温和低压条件下。

吸附作用原理在很多领域有广泛应用。

在环境科学中，通过吸附作用可以去除水中的有机污染物、金属离子等。

在化工领域，吸附作用可以用于分离和提纯化工原料和产品。

在催化反应中，吸附作用是催化剂起作用的基础，通过吸附作用可以提高反应速率和选择性。

此外，吸附作用还在生命科学、材料科学等领域具有重要的应用价值。

总的来说，吸附作用原理是物质分子间相互作用的结果，物理吸附和化学吸附是其两种常见机制。

这些机制在各个领域中发挥着重要的作用，帮助人们解决不同的科学和工程问题。

吸附知识点总结一、吸附的基本概念吸附是指物质接触而未形成新的化学键的情况下，受吸附固体表面收留。

吸附是一个非常复杂的过程，它涉及到物质的传递、表面物理化学性质等多个因素。

根据吸附作用的不同，可以将吸附分为吸附作用和化学吸附两种类型。

1. 吸附作用吸附作用是由于物质分子和固体表面之间的物理相互作用力所产生的吸附现象。

这种吸附通常是可逆的，不会改变物质的化学性质。

吸附作用主要包括物理吸附和几种。

物理吸附是由于物质分子和固体表面之间的范德华力作用力所产生的吸附现象。

范德华力是一种弱的作用力，通常在低温和高压条件下发生。

材料的孔隙结构和表面非极性部分对物理吸附起到了相当大的作用。

凡是物理吸附较强的材料，表面都应具有孔隙结构，空间大、形状规则、它有着高特异表面积。

另一方面，物理吸附还可作为实验测定孔隙结构、表面积等数据的重要途径。

2. 化学吸附化学吸附是指物质分子与表面原子或分子间发生共价键或象共价键相似的键合作用。

化学吸附通常比物理吸附稳定，也更难逆转。

化学吸附可以在低温和低压条件下发生，在化学吸附过程中，通常表面上会产生新的化学键，或者改变表面微观结构。

二、吸附的类型根据吸附过程的不同特点，可以将吸附分为气相吸附和液相吸附。

在工业生产中，气相吸附和液相吸附都有着广泛的应用。

1. 气相吸附气相吸附是指气体分子在固体表面被吸附的过程。

气相吸附广泛应用于气体的净化、分离和纯化。

常见的气相吸附有固定床吸附、摩尔策尔吸附等。

2. 液相吸附液相吸附是指液体溶质分子在固体表面被吸附的过程。

液相吸附在化工和环境工程中有着广泛的应用，如水处理、废水处理、催化剂制备等。

三、吸附的影响因素1. 温度温度是影响吸附的重要因素。

通常情况下，吸附随温度的升高而减小，这是由于温度升高会增加气体分子或液体分子的热运动能力，使得分子从固体表面脱离。

2. 压力压力是影响气相吸附的重要因素。

一般情况下，吸附随着压力的增加而增加，但是当达到一定压力后，吸附量会趋于饱和。

第二章吸附作用一、概述凡气固多相催化反应，都包含吸附步骤．在反应过程中，至少有一种反应物参与吸附过程．多相催化反应的机理与吸附的机理不可分割．固体表面是敞开的，表面原子所处的环境与体相不同，配位不饱和，它受到了一个不平衡力的作用，当气体与清洁固体表面接触时，将与固体表面发生相互作用，气体在固体表面上出现了累积，其浓度高于气相，这种现象称吸附现象( adsorption)．与吸收（absorption）不同，吸收发生在体相. 吸附气体的固体物质称为吸附剂．被吸附的气体称为吸附质．吸附质在表面吸附以后的状态称为吸附态．吸附发生在吸附剂表面的局部位置上，这样的位置就叫吸附中心或吸附位．吸附中心与吸附的物质共同构成表面吸附络合物．当固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时，称吸附过程，反之，当气体在表面上的浓度减小时，则为脱附过程．二、物理吸附与化学吸附吸附可以分为物理吸附与化学吸附两种．它们的作用力不同．物理吸附是由分子间作用力，即van der W alls 力所产生．由于这种力较弱，故对分子结构影响不大，所以可把物理吸附类比为凝聚现象．化学吸附的作用力属于化学键力（静电与共价键力）．由于此种力作用强，涉及到吸附分子和固体间的电子重排、化学键的断裂或形成，所以对吸附分子的结构影响较大．吸附质分子与吸附中心间借此种力形成吸附化学键．化学吸附类似化学反应．由于产生吸附的作用力不同，两种吸附有不同的特征，两者主要特征比较见表2.1.表2.1物理吸附与化学吸附主要特征比较化学吸附物理吸附．(A) 吸附热≥80kJ·mol-10-40kJ·mol-1这是化学吸附的充分,但不是必要的条件(B) 吸附速率常常需要活化，所以速率慢因不需活化，速率快(C) 脱附活化能≥化学吸附热凝聚热(D) 发生温度常常在高温下（高于气体的液化点）接近气体的液化点(E) 选择性有选择性，与吸附质、吸附剂的本性有关无选择性，任何气体可在任何吸附剂上吸附(F) 吸附层单层多层(G) 可逆性可逆或不可逆可逆表2.2和表2.3提供了某些气体的液化潜热、物理吸附热与化学吸附热，以供比较．表2.2某些气体的液化潜热和最大物理吸附热[4]Gas H2O2N2CO CO2CH4C2H4C2H2NH3H2O Cl2 q(kJ/mol) 0.92 6.69 5.61 6.02 25.10 9.12 14.64 24.01 23.26 44.22 18.41 q max(kJ/mol) 8.4 20.9 20.9 25.1 37.7 20.9 33.5 37.7 37.7 58.6 35.6表2.3某些气体的化学吸附热Q(kJ/mol)[4]气体Ti Ta Nb W Cr Mo Mn Fe Co Ni Rh Pt H2188 188 167 71 134 117O2720 494 293 N2586 293CO 640 192 176CO2682 703 552 456 339 372 222 225 146 184NH3301 188 155C2H4577 427 427 285 243 209三、吸附位能曲线吸附过程中，吸附体系（吸附质—吸附剂）的位能变化可以用吸附位能图表示．对大多数物理吸附而言，其位能变化原则上可以使用Lennard－Jones曲线来描述，该曲线原来是用以描述两个气体分子质点在相互靠近时的位能变化．当然在吸附场合就不单单是两个质点间的相互作用，而是吸附分子与表面上的许多原子间的相互作用．这种相互作用的总位能是吸附分子与每一个表面原子作用能量的加合．对这种加合，Lennard－Jones曲线给出的描述基本上是正确的．图2.1是表示分子物理吸附中位能变化的Lennard－Jones图，其中的X表示分子A2距表面无限远位能取作零时与表面的距离．随着分子与表面的接近，位能下降，到Y时发生了物理吸附，放出吸附热Q p，这是物理吸附热．当分子再靠近表面，因排斥作用增强、吸引作用相对减弱，使体系位能上升，由于稳定性原因，体系不能在这样的状态稳定存在．图2.1 A2分子在固体表面S上的物理吸附位能曲线[6]描述活性原子在固体表面上化学吸附的位能变化可用Morse公式近似计算得到，见图2.2的曲线．对大多数化学吸附来说，这种图给出的形状也是类似的.图2.2 活性原子A在固体表面S上的吸附位能曲线[6]X表示活性原子A与表面相距很远时的体系位能。

吸附作用应用原理
吸附作用是指物质在接触到其他物质表面时，由于相互作用力的存在而被吸附到表面的现象。

这种现象由于其可利用性和广泛适用性，被广泛应用于多个领域。

吸附作用应用的原理可以归纳为以下几个方面：
1. 吸附分离：吸附材料能够将其他物质从混合物中吸附出来，实现分离和纯化的效果。

这是基于吸附剂表面与被吸附物质之间相互作用力的差异，通过调节吸附条件和吸附剂性质来实现对目标物质的选择性吸附。

例如，许多工业过程中利用活性炭吸附剂来去除有机污染物。

2. 吸附催化：吸附材料可以提供活性表面，对反应物质起到催化作用。

通过调节吸附剂表面的化学性质和结构来调控催化反应的速率和选择性。

例如，催化剂常用贵金属或过渡金属担载在吸附剂上，利用吸附剂提供的活性表面进行催化反应。

3. 吸附脱除：吸附材料可以吸附某些物质，实现对废气或废水中有害成分的去除。

通过选择具有高吸附性能的吸附剂，将有害物质吸附到表面上，并随后进行处理和再生。

例如，在工业废水处理中，活性炭常被用来去除有机污染物和重金属离子。

4. 吸附储存：吸附材料可以将气体或液体吸附在其表面上，实现储存和运输的目的。

通过调节吸附剂的孔隙结构和表面特性，可以控制吸附材料对目标物质的吸附能力和释放速率。

例如，石油行业中利用吸附剂将天然气吸附储存，在需要时释放供应。

综上所述，吸附作用应用的原理主要涉及吸附分离、吸附催化、吸附脱除和吸附储存等方面，通过调控吸附剂的性质和反应条件，实现对物质的选择性吸附、分离和转化。

这些应用广泛存在于环境保护、化工、生物医药等多个领域，发挥着重要的作用。

吸附作用原理吸附作用是指物质分子或离子在接触到表面时，由于静电、化学键等相互作用力的作用，被吸附在表面上的物理现象。

它在物理、化学、生物学等领域都有广泛的应用。

本文将探讨吸附作用的原理及其在不同领域的应用。

一、吸附作用的类型吸附作用可分为两种类型：化学吸附和物理吸附。

1. 化学吸附化学吸附是指吸附剂与被吸附物之间发生化学反应，形成牢固的化学键。

这种吸附通常是可逆的，吸附剂与被吸附物相互作用形成吸附层。

化学吸附具有较强的特异性和选择性。

2. 物理吸附物理吸附是指吸附剂与被吸附物之间没有明显的化学反应，吸附过程主要由范德华力、静电作用力和毛细力等引起。

这种吸附通常是不可逆的，吸附剂与被吸附物之间形成较弱的物理吸附层。

二、吸附作用的原理吸附作用原理主要包括分子间相互作用和表面活性。

1. 分子间相互作用分子间相互作用是吸附作用的核心机制之一。

根据分子间相互作用的性质，吸附可分为范德华力吸附、离子键吸附、氢键吸附和共价键吸附。

范德华力吸附是吸附剂表面与物质分子间由于引力作用而产生的吸附现象；离子键吸附是指吸附剂表面与物质分子中的阳离子或阴离子之间形成离子键的吸附现象；氢键吸附是指吸附剂表面与物质分子中的氢原子彼此间通过氢键形成的吸附现象；共价键吸附是指吸附剂表面与物质分子间发生共价键结合的吸附现象。

2. 表面活性表面活性是吸附作用的另一个重要原理。

当物质分子吸附到固体表面时，会改变表面能，并使固体表面形成一层吸附层。

表面活性使得固体表面具备了一定的化学和物理性质，可以与其他物质发生相互作用。

例如，某些金属触媒表面具有很高的吸附活性，可以促进化学反应的进行。

三、吸附作用的应用吸附作用在许多领域都有广泛的应用，下面介绍其中几个典型的应用领域。

1. 环境净化吸附材料如活性炭常用于环境净化中，能够吸附并去除空气中的有毒有害气体、异味和各类污染物。

活性炭的多孔结构和大表面积使其具备很强的吸附能力，广泛应用于水处理、空气净化等领域。

物理吸附原理物理吸附是指气体或液体分子在固体表面上附着的现象。

物理吸附的主要特点是吸附分子与固体表面之间的相互作用力较弱，主要是范德华力。

在物理吸附过程中，吸附分子与固体表面之间存在着较弱的吸附力，不会改变吸附分子的化学性质。

物理吸附是由于吸附分子与固体表面之间的范德华力作用形成的。

范德华力是分子间的一种相互作用力，它与分子之间的极性无关，主要是由于分子间的诱导作用和偶极作用所产生的。

当气体分子进入固体表面附近时，固体表面上的分子会诱导气体分子产生偶极，从而形成范德华力，使气体分子附着在固体表面上。

物理吸附的特点是吸附分子与固体表面之间的相互作用力较弱，吸附分子可以在吸附层上自由移动，不会改变吸附分子的化学性质。

物理吸附的吸附量与温度成正比，随着温度的升高，吸附量也会增加。

当温度降低时，吸附分子与固体表面之间的范德华力减弱，吸附分子会脱附，使得吸附量减少。

物理吸附的应用十分广泛。

在化工生产中，物理吸附被广泛应用于气体分离、液体提纯等领域。

例如，在气体分离中，通过调节温度和压力，可以实现不同气体分子的物理吸附和脱附，从而实现气体的分离。

在液体提纯中，利用吸附剂对液体中的杂质进行吸附，可以实现液体的提纯。

除此之外，物理吸附还被应用于环境保护领域。

例如，利用活性炭对空气中的有害气体进行吸附，可以净化空气，保护环境和人类健康。

此外，物理吸附还被应用于催化剂的制备、储能材料的研究等领域。

总之，物理吸附是一种重要的表面现象，它在化工生产、环境保护、能源领域等方面都有着重要的应用价值。

通过深入研究物理吸附的原理和特性，可以更好地应用于实际生产和生活中，为人类社会的发展做出更大的贡献。

吸附作用几个关键概念：处于固体表面上的原子或分子有表面(过剩)自由能，当气体分子与其接触时，有一部分会暂时停留在表面上，使得固体表面上气体的浓度大于气相中的浓度，这种现象称为吸附现象。

•被吸附的气体称为吸附质，吸附气体的固体称为吸附剂。

•通常吸附是发生在固体表面的局部位置，这样的位置称为吸附中心或吸附位。

•吸附质在固体表面上吸附后存在的状态称为吸附态。

吸附中心与吸附态共同构成表面吸附络合物。

•当固体表面上的气体浓度由于吸附而增加，称为吸附过程。

•气体浓度在表面上减少的过程，则称为脱附过程。

•当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的状态称为吸附平衡。

吸附平衡的影响因素：单位质量吸附剂的平衡吸附量受到许多因素的影响，如吸附剂的物理结构(尤其是表面结构)和化学组成，吸附质在流体相中的浓度，操作温度等。

吸附量是描述吸附能力大小的重要的物理量，通常用单位质量（或单位表面面积）吸附剂在一定温度下在吸附达到平衡时所吸附的吸附质的体积（或质量、摩尔数等）来表示。

比表面和孔径大小及分布是描述吸附剂的重要宏观结构参数.测定吸附量的一般原则是在一定的温度下将一定量的吸附剂置于吸附质气体中，达到吸附平衡后根据吸附前后气体体积和压力的变化或直接称量的结果计算吸附量。

测定方法一般分为动态法和静态法两种。

前者有常压流动法、色谱法等；后者有容量法、重量法等。

容量法是在精确测定过体积的真空体系中装入一定量的吸附剂，引入气体，在一定温度下达到吸附平衡，根据气体压力因吸附而产生的变化计算吸附量。

比表面积定义：lg固体所具有的表面积称位比表面积(m2/g)。

测定固体比表面的基本设想是测出在lg吸附剂表面上某吸附质分子铺满l层所需的分子数，再乘以该种物质每个分子所占的面积，即为该固体的比表面。

因而，比表面的测定实质上是求出某种吸附质的单分子层饱和吸附量。

2.1.1物理吸附与化学吸附物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。