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Temperature Dependence of Sorption
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c01576 Seishi Shimizu 1 , Nobuyuki Matubayasi 2
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c01576 Seishi Shimizu 1 , Nobuyuki Matubayasi 2
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Understanding how sorption depends on temperature on a molecular basis has been made difficult by the coexistence of isotherm models, each assuming a different sorption mechanism and the routine application of planar, multilayer sorption models (such as Brunauer–Emmett–Teller (BET) and Guggenheim–Anderson–de Boer (GAB)) beyond their premises. Furthermore, a common observation that adsorption isotherms measured at different temperatures fall onto a single “characteristic curve” when plotted against the adsorption potential has not been given a clear explanation, due to its ambiguous foundation. Extending our recent statistical thermodynamic fluctuation theory of sorption, we have generalized the classical isosteric theory of sorption into a statistical thermodynamic fluctuation theory and clarified how sorption depends on temperature. We have shown that a characteristic curve exists when sorbate number increment contributes purely energetically to the interface, whereas the correlation between sorbate number and entropy drives the temperature dependence of an isotherm. This theory rationalizes the opposite temperature dependence of water vapor sorption on activated carbons with uniform versus broad pore size distributions and can be applied to moisture sorption on starch gels. The adsorption potential is a convenient variable for sorption in its ability to unify sorbate–sorbate fluctuation and the isosteric thermodynamics of sorption.
中文翻译：
吸附的温度依赖性
由于等温线模型的共存，在分子基础上理解吸附如何依赖于温度变得困难，每个模型都假设不同的吸附机制和平面、多层吸附模型的常规应用（如布鲁诺-埃米特-特勒（BET）和古根海姆–Anderson–de Boer (GAB)) 超出了他们的场所。此外，在不同温度下测量的吸附等温线在针对吸附电位绘制时落在单一“特征曲线”上的共同观察结果由于其基础不明确而没有给出明确的解释。扩展我们最近的吸附统计热力学涨落理论，我们将经典的等量吸附理论概括为统计热力学涨落理论，并阐明了吸附如何依赖于温度。我们已经表明，当山梨酸值增量对界面产生纯粹的能量贡献时，存在特征曲线，而山梨酸值和熵之间的相关性驱动了等温线的温度依赖性。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。
更新日期：2021-09-21
中文翻译：
吸附的温度依赖性
由于等温线模型的共存，在分子基础上理解吸附如何依赖于温度变得困难，每个模型都假设不同的吸附机制和平面、多层吸附模型的常规应用（如布鲁诺-埃米特-特勒（BET）和古根海姆–Anderson–de Boer (GAB)) 超出了他们的场所。此外，在不同温度下测量的吸附等温线在针对吸附电位绘制时落在单一“特征曲线”上的共同观察结果由于其基础不明确而没有给出明确的解释。扩展我们最近的吸附统计热力学涨落理论，我们将经典的等量吸附理论概括为统计热力学涨落理论，并阐明了吸附如何依赖于温度。我们已经表明，当山梨酸值增量对界面产生纯粹的能量贡献时，存在特征曲线，而山梨酸值和熵之间的相关性驱动了等温线的温度依赖性。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。该理论将水蒸气吸附对具有均匀与宽孔径分布的活性炭的相反温度依赖性合理化，并可应用于淀粉凝胶上的水分吸附。吸附电位是吸附的一个方便变量，因为它能够统一吸附质 - 吸附质波动和等量吸附热力学。
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