温度对zn(ii)-tio2体系吸附可逆性的影响

用延展x射线吸收精细结构光谱(exafs)研究了不同温度对zn(ii)-锐钛矿型tio2吸附产物微观构型和吸附可逆性的影响机制.宏观的吸附-解吸实验表明,不同温度下的吸附等温线可以用langmuir模型进行较好的描述(r2≥0.990).随温度升高,吸附等温线显著升高,zn(ii)在tio2表面的饱和吸附量由5℃时的0.125mmol·g-1增至40℃时的0.446mmol·g-1;而体系的不可逆性明显减弱,解吸滞后角θ由32.85°减至8.64°.求得体系反应的热力学参数⊿h、⊿s分别为24.55kj·mol-1和159.13j·mol-1·k-1.exafs结果表明,zn(ii)主要是通过共用水合zn(ii)离子及tio2表面上的o原子结合到tio2表面上,其平均zn-o原子间距为rzn-o=(0.199±0.001)nm.第二配位层(zn-ti层)的exafs图谱分析结果表明,存在两个典型的zn-ti原子间距,即r1=(0.325±0.001)nm(边-边结合的强吸附)和r2=(0.369±0.001)nm(角-角结合的弱吸附).随温度升高,强吸附比例(cn1)基本不变而弱吸附比例(cn2)增加,两者比值(cn1/cn2)逐渐减小.该比值的变化从微观角度解释了宏观实验中温度升高,不可逆性减弱的吸附现象.