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類比疫情消毒的吸附過(guò)程

安東帕 2020-03-09 | 閱讀：1134

針對(duì)疫情的消毒防控

針對(duì)近期新型冠狀病毒疫情,，專家呼吁我們出門戴口罩的同時(shí),，要注意及時(shí)對(duì)各個(gè)場(chǎng)所進(jìn)行消毒,。消毒是疫情防控的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于阻斷疫情間接傳播至關(guān)重要,，但是消毒也要適度,，應(yīng)該保證它不對(duì)身體造成危害，不對(duì)環(huán)境造成污染,。

現(xiàn)階段的消毒措施主要有物理消毒和化學(xué)消毒：

物理消毒

56℃下30分鐘的熱水就能夠殺滅病毒,；而一般的化學(xué)消毒就是我們噴灑的消毒液，如84消毒液,。

近日中國(guó)疾控中心專家呼吁：消毒要適度,，能用物理方法就不用化學(xué)消毒。

化學(xué)消毒

化學(xué)消毒一定是在無(wú)人環(huán)境,，室外空氣消毒沒(méi)有必要,；外環(huán)境表面如馬路廣場(chǎng)等無(wú)需反復(fù)消毒；往人體大量噴灑消毒劑,，可能使消毒劑經(jīng)過(guò)呼吸道或者皮膚吸收,，此時(shí)可能會(huì)損害人體健康。因此建議盡量使用物理消毒,。

類比消毒的物理和化學(xué)分類,，同樣我們的材料吸附過(guò)程存在物理和化學(xué)分類

對(duì)于吸附而言，我們首先要了解一下本質(zhì)的概念,，一切物質(zhì)都是由分子組成的,，而原子構(gòu)成了分子的基礎(chǔ)。氣態(tài)的原子和分子可以自由地運(yùn)動(dòng),。相反,，固態(tài)時(shí)原子由于相鄰原子間的靜電引力而處于固定的位置。但固體最外層（或表面）的原子比內(nèi)層原子周圍具有更少的相鄰原子,。這種最外層原子的受力失衡導(dǎo)致了表面能的產(chǎn)生,。固體表面上的原子與液體一樣，受力都是不均勻的,，但是它不像液體表面分子可以移動(dòng),，而是定位的。因此，大多數(shù)固體比液體具有更高的表面能,。為了彌補(bǔ)這種靜電引力不平衡,，表面原子就會(huì)吸附周圍空氣中的氣體分子。當(dāng)一個(gè)顆粒被切割成超細(xì)粉體時(shí),，因表面積迅速增加,，而導(dǎo)致極高的表面能，從而導(dǎo)致顆粒間（固-固作用）發(fā)生團(tuán)聚或聚集以降低表面能,。

氣體分子在固體表面的吸附機(jī)理極為復(fù)雜,，我們將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附：

1. 由分子間作用力（范德華力）產(chǎn)生的吸附稱為物理吸附。物理吸附是一個(gè)普遍的現(xiàn)象,，它存在于被帶入并接觸吸附氣體（吸附物質(zhì)）的固體（吸附劑）表面,。所涉及的分子間作用力都是相同類型的，例如能導(dǎo)致實(shí)際氣體的缺陷和蒸汽的凝聚,。除了吸引色散力和近距離的排斥力外,，由于吸附劑和吸附物質(zhì)的特定幾何形狀和外層電子性質(zhì)，通常還會(huì)發(fā)生特定分子間的相互作用（例如,，極化,、場(chǎng)-偶極、場(chǎng)梯度的四極矩）,。任何分子間都有作用力,，所以物理吸附無(wú)選擇性，活化能小,，吸附易,，脫附也容易。它可以是單分子層吸附和多分子層吸附,。

2. 由分子間形成化學(xué)鍵而產(chǎn)生的吸附稱為化學(xué)吸附,；它有選擇性，活化能大,，吸附難,，脫附也難,，往往需要較高的溫度,。化學(xué)吸附一定是單分子層吸附,。

通過(guò)下表,，我們還可以對(duì)比一下兩種吸附過(guò)程的區(qū)別：

物理吸附的測(cè)試，對(duì)于沸石,、活性炭,、新型碳材料（納米管、石墨烯）、MOF,、具有層狀微介孔結(jié)構(gòu)的碳基和硅基材料（如CMK）,、分子篩、用于氣體存儲(chǔ)的新材料,、燃料電池和鋰電池,、薄膜、納米濾芯等常用材料,，不但可以給我們提供平時(shí)我們測(cè)試材料的比表面,、孔徑分布、孔容大小以外,，還可以給我們測(cè)試樣品材料對(duì)于某種吸附質(zhì)的吸附能力,，吸附性能等其他性能。

化學(xué)吸附可以給我們提供催化劑,，為常規(guī)多相催化劑和催化劑載體的活性,、選擇性、穩(wěn)定性和再生性能提供更為詳細(xì)和關(guān)鍵的信息,。您可以利用這些信息對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行微調(diào),，從而優(yōu)化材料的性能并且降低成本。常見(jiàn)應(yīng)用如表征過(guò)渡金屬和貴金屬催化劑在特定表面活性位（如金屬氧化物上的酸性和堿性位點(diǎn)）上的強(qiáng),、弱,、解離和溢出吸附模式。