活性炭吸附相（表面相）的性质

如果要对吸附相性质进行研究，我们就要假想吸附剂的表面为一个平面，在这个平面上势能处处都不一样。与势能最 大值相对应的各点称为吸附中心（或吸附点）。当吸附剂表面上的各点有着相同的势能时，我们称之为均匀表面。当吸附剂表面上每个区域或区间内部的势能相同，但和另外区域或区间内的势能不相同的时候，该表面称为同态表面。但是，大多数是不同势能的点，不规则地存在于吸附剂的表面上，这种表面被称为不均匀表面。当被吸附的吸附质一直占据吸附点，直到吸附平衡为止。这样的吸附称之为定点吸附。非定点吸附发生于被吸附物质在表面上任何一点都达到平衡，而不存在优先的结合点的时候。根据动态观点，吸附分为在不动限附。在一种情况下，被吸附分子可以在表面上到处移动而总是保持其被附状，在另一种情况下，被吸附分子直到解吸前都不离开自己的被吸附位置。

对吸附中心的认识也是不一样的，有的文献中认为晶体的边缘棱角上的碳原子以及资晶格缺陷处的碳原子，它们的势能由于氧和其他杂原子被化学吸着结合在这些地方而有所场加。在杜比宁的吸附理论中认为，多孔吸附剂的孔越小，吸势越大。最细的微孔是对气体或腐气进行物理吸附具有最 大吸附势的地方。

吸附相的性质可用状态方程式描述。该方程式的正确性由通过试验可以证明。在吸附相中，被吸附分子在吸附剂的表面上可以进行平面移动、旋转移动或振动移动等。这决定于表面的能量结构。如果没有阻止被吸附粒子在吸附剂表面上移动的能垒存在，它们可以到处移动。如果被吸附的分子当其能量大于吸附点之间的能垒时也可以在吸附剂表面上移动，如其能量较低时，它们是不能移动的。根据德·博尔观点，在50～150℃的温度下，吸附在活性炭上的某些烃类，同气体状态相比较仅失去了沿垂直于表面的方向上的平移自由度。因此，它们有着二维气体的行为，它们在表面上的移动速度与它们在气体状态中的热运动的速度相同（。绝大部分被物理吸附的物质是较牢固地结合在吸附剂的表面上，因此，它们还会失去一些其他自由度。在表面的迁移的过程中，它们开始较久地停留在具有高吸附能量的点上，并为在表面上移动而开始要求一些活化能。在遇到更强的吸附键，其能量在给定的温度下大大地超过分子的动能的时候，该分子即被保持在能量有利的点（吸附中心）上，除振动外丧失了一切移动的可能性。然而，这样结合的分子可以获得足够的能量，使其由现在的位置跃迁到相邻的吸附中心上去，该分子获得要求的活化能，所需要的时间决定于两个吸附中心之间的能垒的高度和温度。我们可以想像被吸附分子的实际行为要比我们上面所说更为复杂。