واجذب سطحی

واجذب سطحی ( surface desorption ) فرایند فیزیکی است که در آن یک ماده قبلاً جذب شده از یک سطح آزاد می شود. این زمانی اتفاق می افتد که یک مولکول انرژی کافی برای غلبه بر سد فعال سازی یا انرژی پیوندی که آن را در سطح نگه می دارد به دست آورد. بسته به مکانیسمی که واجذب سطحی اتفاق می افتد، انواع مختلفی از واجذب وجود دارد؛ بنابراین هیچ معادله ای وجود ندارد که فرایند را توصیف کند. توجه داشته باشید که واجذب عکس جذب می باشد. [ ۱]
مکانیسم واجذب: با توجه به ماهیت پیوند مواد جذب شده به سطح، مکانیسم های زیادی برای واجذب وجود دارد. پیوند سطحی مواد جذب شده را می توان به صورت حرارتی، از طریق واکنش های شیمیایی یا توسط تابش جدا کرد، که همه این ها ممکن است منجر به دفع گونه شود.
واجذب حرارتی: واجذب حرارتی فرآیندی است که در آن یک ماده جذب شده حرارت داده می شود و این باعث دفع اتم ها یا مولکول ها از سطح می شود. اولین استفاده از واجذب حرارتی توسط LeRoy Apker در سال ۱۹۴۸ بود. این روش یکی از متداولترین روش های واجذب است و می تواند برای تعیین پوشش سطحی مواد جاذب و ارزیابی انرژی فعال سازی دفع مورد استفاده قرار گیرد.
واجذب حرارتی معمولاً با معادله پولانی - ویگنر توصیف می شود:
در این معادله r میزان واجذب می باشد، ᶱ پوشش جذبی می باشد، t زمان، n مرتبه واجذب، E انرژی فعال سازی، R ثابت گاز و T دمای مطلق است. پوشش جذبی به عنوان نسبت بین مکان های جذب اشغال شده و موجود تعریف می شود.
واجذب کاهنده یا اکسیداتیو: در برخی موارد، مولکول جذب شده از نظر شیمیایی به سطح/مواد متصل می شود و چسبندگی قوی ایجاد می کند و دفع را محدود می کند. اگر چنین باشد، دفع نیاز به یک واکنش شیمیایی دارد که پیوندهای شیمیایی را می شکند. یک راه برای انجام این کار اعمال ولتاژ به سطح است که منجر به کاهش یا اکسیداسیون مولکول جذب شده می شود. [ ۲]
واجذب یک فرایند فیزیکی است که می تواند برای چندین کاربرد بسیار مفید باشد. در این بخش دو کاربرد واجذب حرارتی توضیح داده شده است. یکی از آنها در واقع یک تکنیک واجذب حرارتی، TPD - واجذب با برنامه دمایی است که کاربرد بسیار مهمی دارد. مورد دیگر استفاده از واجذب حرارتی با هدف کاهش آلودگی است.
واجذب با برنامهٔ دمایی ( TPD ) یکی از پرکاربردترین تکنیک های آنالیز سطحی است که برای علم تحقیقات مواد موجود است. این تکنیک برای کاربردهایی از جمله دانستن میزان واجذب و انرژی های اتصال ترکیبات و عناصر شیمیایی، ارزیابی مکان های فعال بر روی سطوح کاتالیزور و درک مکانیسم های واکنش های کاتالیزوری از جمله جذب، واکنش سطحی و واجذب، تجزیه و تحلیل ترکیبات مواد، برهمکنش های سطحی به کار می رود؛ بنابراین، TPD در بسیاری از صنایع از جمله، کنترل کیفیت و تحقیقات صنعتی روی محصولاتی مانند پلیمرها، داروها، خاک رس و مواد معدنی، بسته بندی مواد غذایی، و فلزات و آلیاژها اهمیت فزاینده ای دارد.