desorptie

Desorptie is het proces waarbij een stof die eerder aan een oppervlak is gebonden, loskomt en terechtkomt in de omgeving. Het is het tegenovergestelde proces van adsorptie. Desorptie kan plaatsvinden door een toename van thermische energie, een verandering in druk of door stimuli zoals licht, een elektrisch veld of chemische omgevingen. Desorptie komt voor bij zowel physisorptie als chemisorptie; bij chemisorptie zijn de bindingen meestal sterker en vereist desorptie doorgaans hogere energie.

Kernaspecten zijn onder meer de dynamiek en de thermodynamica van adsorptie-desorptie-evenwichten. De snelheid van desorptie hangt af van de huidige oppervlaktedekking en de activatie-energie voor desorptie. In veel systemen volgt desorptie een Arrhenius-achtige relatie: r_des = k_des × f(θ), waarbij k_des = A exp(-E_des/(RT)). E_des is de desorptie-activatie-energie; deze kan variëren van tensen tot honderden kJ/mol afhankelijk van de aard van de binding. Desorptie kan worden beschreven met isothermen zoals het Langmuir-type voor een zuivere, vorzormende laag, maar echte systemen kunnen meerdere lagen en heterogene oppervlakken hebben.

Methoden en toepassingen: Desorptie wordt veel onderzocht met technieken zoals temperatuur-geprogrammeerde desorptie (TPD), waarbij het oppervlak geleidelijk wordt verwarmd en de vrijgekomen stof wordt gemeten. In de praktijk is desorptie cruciaal bij katalysat regeneratie, milieuproblematiek (verontreinigingen uit bodem en water kunnen desorberen en verspreiden), en bij chromatografie en sensorgebruik waar terugkeer naar een schone toestand noodzakelijk is. Daarnaast komen ook fotodesorptie en thermische desorptie onder vacuüm voor.

Voorbeelden zijn desorptie van waterdamp of koolstofdioxide van actieve kool, fotodesorptie van adsorbedenen of warmte-geprogrammeerde desorptie in industriële processen. Desorptie beïnvloedt de prestaties van materialen zoals ordeactiviteit, katalysatoren en adsorbeermaterialen.