化学吸附（TPR/TPD/TPO）: 利用物质的化学性质实现吸附剂与被吸附物之间的结合，以达到纯化的目的。从分子运动学的角度来看，当气体分子与固体吸附剂表面发生碰撞时，如果发生非弹性碰撞，气相和固相表面都会发生不可察觉的变化。气体分子向固体表面转移能量，这是非弹性碰撞的直接原因，而固体表面的势阱是这种碰撞发生的前提条件。当气体分子与表面碰撞并失去的能量超过某一临界值时，分子将无法逃逸表面势阱而被捕获。被捕获的分子将在固体表面进行表面迁移、表面重构、吸附态转变等一系列变化，从而发生化学吸附。化学吸附的主要作用力是吸附剂与吸附质之间的化学键作用力，通常比吸引力大一两个数量级。在化学吸附过程中，吸附剂与吸附质之间可能发生电子转移、共享、原子重排以及化学键的断裂与形成等过程。

化学吸附如图2-1位能曲线B所示，吸附质分子进入位阱后，首先发生物理吸附，然后需克服浅位阱和深位阱的位垒，即化学吸附活化能，解离成原子态并进入深位阱，此时可释放较大的化学吸附热，从而形成化学吸附。通常，化学吸附首先在固体表面上发生物理吸附，物理吸附向化学吸附的转变不仅与化学吸附活化能有关，还与化学吸附的速度有关。

如图2-2吸附等压线所示，吸附质压力一定时，吸附量与温度的关系。当温度很低时，化学吸附速度很小，主要是物理吸附，曲线ABB'代表物理吸附达到平衡。随着温度的升高，吸附量降低，化学吸附速度逐渐增加，吸附量随温度的升高而增大，但物理吸附随温度升高而减小。当温度很高时，主要是化学吸附，因此曲线C'CD代表化学吸附达到平衡。由于化学吸附也是放热的，其吸附性能随温度升高而降低。曲线BC为过渡区域，在此区域内，化学吸附速度虽然较慢，但不可忽略，这一区域为非平衡区域，其位置将随升温或降温速度的变化而变化。

图2-1 物理吸附和化学吸附的位能示意图[52]

A- 物理吸附

B- 化学吸附

化学吸附是被吸附分子与吸附剂表面原子之间的化学反应，生成表面络合物，其吸附容量与形成的化学键大小有关，一般而言，这种结合力远大于物理吸附。由于键力随距离减小而减弱，化学吸附仅能形成单一吸附层。化学吸附的吸附热接近于反应热，也远大于物理吸附热。吸附质与吸附剂表面结合反应的转移程度高，化学吸附具有很高的选择性。

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