下面為你介紹化學(xué)吸附的例子。
工業(yè)氣體分離與凈化：
炔烴 / 烯烴的分離：在石油化工中，生產(chǎn)低碳烯烴時會引入少量炔烴雜質(zhì)，影響其聚合與后續(xù)加工。研究人員設(shè)計的鎳負(fù)載八面沸石催化劑，對乙炔 / 乙烯、丙炔 / 丙烯、丁炔 / 丁二烯等的分離表現(xiàn)出高炔烴動態(tài)吸附容量與炔烴 / 烯烴分離選擇性。該催化劑對炔烴具有較高的吸附選擇性，可在混合氣流中去除痕量炔烴，其原理是基于化學(xué)鍵的作用實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附分離。
酸性氣體的去除：在天然氣凈化和煙氣脫硫過程中，金屬氧化物作為吸附劑被廣泛應(yīng)用。例如，采用單步共沉淀法制備的 Mn-Zn-Fe 氧化物納米復(fù)合材料，可用于在環(huán)境溫度下去除 SO?和 H?S 氣體。金屬氧化物表面的弱堿性位點(diǎn)以及堿性羥基可以與酸性的 H?S 和 SO?氣體結(jié)合，發(fā)生化學(xué)吸附，將這些氣體還原并礦化為無毒物質(zhì)，如硫和硫酸鹽。
催化劑領(lǐng)域：
合成氨反應(yīng)：合成氨過程中，氮?dú)夂蜌錃庠阼F催化劑表面發(fā)生化學(xué)吸附。氮?dú)夥肿又械牡I被催化劑表面的活性位點(diǎn)削弱，氫氣分子也在催化劑表面發(fā)生解離吸附，形成氫原子。這些被化學(xué)吸附的氮原子和氫原子在催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)，生成氨分子。化學(xué)吸附是合成氨反應(yīng)的關(guān)鍵步驟，決定了反應(yīng)的速率和選擇性。
汽車尾氣凈化催化劑：汽車尾氣中含有一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等有害氣體。在汽車尾氣凈化催化劑中，貴金屬（如鉑、鈀、銠等）作為活性組分，對 CO 和 NOx 具有化學(xué)吸附能力。CO 分子在催化劑表面被氧化為二氧化碳，NOx 被還原為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)尾氣的凈化。
金屬表面處理：
金屬的防腐蝕：鉻酸鹽處理是一種常見的金屬防腐蝕方法。例如，將鐵制品浸入鉻酸鹽溶液中，鉻酸鹽會在鐵表面發(fā)生化學(xué)吸附，形成一層致密的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。這層膜可以阻止氧氣和水分與鐵表面接觸，從而防止鐵的腐蝕。
金屬的電鍍：在電鍍過程中，電鍍液中的金屬離子會在陰極表面發(fā)生化學(xué)吸附，然后被還原為金屬單質(zhì)，沉積在陰極表面形成電鍍層。例如，在銅電鍍中，硫酸銅溶液中的銅離子在陰極表面吸附并被還原為銅金屬，從而在陰極上形成銅鍍層。
鉆井泥漿處理：
離子交換吸附（兼具化學(xué)吸附特點(diǎn)）：
沸石對銫的吸附：傳統(tǒng)的沸石分子篩對銫的吸附主要是化學(xué)吸附，并伴隨少量的物理吸附。人們通過改變沸石的硅鋁比以及工藝條件，制備出人造沸石以提高銫吸附性能。沸石的結(jié)構(gòu)中存在可以與銫離子發(fā)生相互作用的活性位點(diǎn)，銫離子通過與這些位點(diǎn)形成化學(xué)鍵而被吸附。
蒙脫石的離子交換吸附：蒙脫石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的礦物，其層間存在一些陽離子，如 Cu2?、Mg2?、Na?、K?等。這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用不穩(wěn)定，易被其它陽離子交換。當(dāng)溶液中的某些陽離子與蒙脫石層間的陽離子具有更強(qiáng)的結(jié)合能力時，就會發(fā)生離子交換吸附，這一過程也涉及到一定的化學(xué)作用。
從工業(yè)、催化劑、金屬表面處理、鉆井泥漿處理和離子交換吸附等不同領(lǐng)域舉例說明化學(xué)吸附。在工業(yè)氣體分離與凈化中，分別以炔烴 / 烯烴分離和酸性氣體去除為例，闡述催化劑通過化學(xué)鍵作用實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附分離以及金屬氧化物與酸性氣體結(jié)合發(fā)生化學(xué)吸附。在催化劑領(lǐng)域，以合成氨反應(yīng)和汽車尾氣凈化催化劑為例，說明氣體在催化劑表面發(fā)生化學(xué)吸附進(jìn)而反應(yīng)。在金屬表面處理方面，列舉鉻酸鹽處理金屬防腐蝕和電鍍過程中金屬離子的化學(xué)吸附。鉆井泥漿處理中以鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽在膨潤土泥漿中的吸附為例。離子交換吸附部分以沸石對銫的吸附和蒙脫石的離子交換吸附為例，說明其兼具化學(xué)吸附特點(diǎn)。
