desorptsioonil

Desorptsioon on pinnale adsorbeerunud ainete eraldumine pinnalt ning nende tagasine jõudmine gaasi- või lahustfasisse. See protsess on adsorptsiooni vastand ning mängib olulist rolli pindadevahelistes massivahetustes, katalüüsis ja sensorites, kus desorptsioon määrab, kui kaua ained püsivad pinnal ja millal need vabanevad.

Desorptsiooni mehhanismid hõlmavad termilist desorptsiooni, fotodesorptsiooni ja keemilist desorptsiooni. Termiline desorptsioon tekib, kui temperatuur tõuseb ja molekulid ületavad pindadega seotud sidemed. Desorptsiooni kiirus on sageli kirjeldatud esimese järgu protsessina: dθ/dt = -k_des θ, kus θ on pinnakatvuse fraktsioon. Desorptsiooni kiirus konstant k_des järgib Arrheniuse sõltuvust: k_des = ν exp(-E_des/RT). E_des on desorptsiooni aktiveerimisenergia ning seda mõjutavad adsorbeendi ja pinna interaktsioonid ning pindkonstruktsioon.

Uurimismeetodid: Temperatuuriprogrammeeritud desorptsioon (TPD) on laialdaselt kasutatav eksperiment, kus pind soojendatakse kontrollitud kiirusega ja desorbeerunud gaas kogutakse analüüsile. Sellest saab hinnata E_des ja desorptsiooni mehhanisme. Täiendavaid tehnikaid on kvarts-kristalli mikrokaalumine (QCM), mass-spektrometreia ja pind-spektroskoopia (FTIR, XPS), mis annavad teavet katvusest ja desorptsioonimehhanismidest.

Rakendused: Desorptsioon on kriitiline katalüsaatorite elutsüklis, kuna see kontrollib reaktiivate pindade puhastumist ja aktiivsuse taasmäärimist. Samuti on see oluline sensorites, gaaside eraldamisel ja keskkonnahoolduses, kus desorptsioon määrab õhu- või veepuhastusprotsesside efektiivsuse.