物理吸附与化学吸附的主要差异

在材料吸附的相关应用中，虽然吸附剂的吸附能力，是评估吸附剂适用程度的一项重要指标。但并不是绝对的，因为在不同的应用中，因为使用环境条件的差异，以及功能上的要求，需要在不同的特性指标上做一些取舍。比方说，在环保的相关应用上，若是吸附剂只能一次性使用，即使吸附能力再好，却产生大量的吸附剂废物，这样一来不但一点都不环保，反而造成环境更大的负担，在这类的应用中，能够重复使用的吸附剂，将会更受欢迎。
先前在《材料吸附科学的相关简介》一文当中，我们已经对物理吸附与化学吸附有了基本的认识，本文则是针对两种吸附原理在各方面的差异，分门别类一一介绍。

物理吸附特性

低吸附焓：吸附剂和被吸附物分子之间的吸引力(凡得瓦力)较弱，因此莫耳吸附焓低(mole enthalpy of adsorption)。

可逆性：物理吸附过程通常是可逆的，因此可以迅速达到平衡：
固体 + 气体 <==> 气体/固体 + 热
当我们增加压力（或减少体积）时，平衡正向移动，即吸附增加。更多的气体被吸附。反之，可以降低压力来移除气体。

温度的影响：由于吸附过程是放热的，因此物理吸附在低温下很容易发生。根据勒沙特列原理 (Le-Chatelier’s Principle)，吸附剂的吸附能力，会随著温度的升高而降低。因为在高温环境，气体分子的动能增加，更溶液离开吸附剂表面。

缺乏选择性：物理吸附在本质上没有选择性，也就是所有气体，都能以相同的程度，吸附在所有固体吸附剂。这是因为吸附剂表面的凡得瓦力，对特定气体没有任何偏好。

被吸附物的性质：容易液化的气体（即具有较高临界温度）很容易被吸附，因为凡得瓦力在临界温度附近会更强。

被吸附物状态：在物理吸附中，吸附剂上的被吸附物的状态，与吸附前的相同不变。

化学吸附特性

高吸附焓：吸附剂和被吸附物，其分子之间的吸引力是强化学键，因此莫耳吸附焓很高。

不可逆转：化学吸附涉及化合物的形成，过程不可逆。

温度的影响：化学吸附能力，一开始会随著温度的升高而增加，达到一定程度后，有规律地降低。通过物理吸附在低温下吸附的气体， 有可能在高温下变为化学吸附。

高选择性：化学吸附涉及被吸附物分子，与吸附剂表面之间形成化学键。因此，它具有很高的选择性。化学吸附取决于气体和吸附剂的化学性质。例如：氧通过氧化物的形成，吸附在金属上，氢通过氢化物的形成，被过渡金属吸附。

被吸附物的状况：由于在这种吸附中，被吸附物会发生化学反应，因此，吸附之后，被吸附物的状态，可能因此改变。

物理吸附与化学吸附比较

下表可快速比较出物理吸附跟化学吸附的差异：

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