本文华算科技，并结合光催化与电催化–本质，还能掌握其在催化剂设计与性能优化中的应用价值。

什么是吸附

物理吸附（）化学吸附（chemisorption）物理吸附主要依靠范德华力或静电作用，常是可逆化学吸附则涉及电子的重排与化学键的形成，通常是不可逆的。

Pd1Ni2*HPd–上*OHPd–上的吸附模式，有效减弱了原始表面和的过强吸附作用。由于这种独特的配位方式以及原子级分散的催化位点，1/Ni3NCO图：中间体在催化剂上的吸附示意图及相关自由能表征。DOI：10.1021/jacs.4c17605

吸附等温线与模型

Langmuir假设表面为均匀活性位点，每个位点最多吸附一个分子，吸附–脱附处于动力学平衡状态。其数学形式为：

θ=KP/(1+KP)

为表面覆盖度，为吸附平衡常数，为气体分压。该模型很好地解释了单层吸附现象。

模型（Brunauer-Emmett-Teller）：Temkin用于描述非理想吸附，考虑表面异质性和吸附能分布差异。

什么是脱附

物理脱附往往只需轻微扰动（如压力降低或温度升高），其；化学脱附涉及化学键断裂，需要，常伴随表面重构或电子转移。

Mo4图2：产物脱附模型。：10.1016/j.jpowsour.2025.236912

脱附动力学与表征方法

程序升温脱附（）实验r=-dθe其中，ν为频率因子，n为反应级数，E为脱附活化能，θ为表面覆盖度。

“表面堵塞效应”吸附与脱附是催化反应的核心环节，二者相互依存、动态平衡，共同推动催化循环。

TPD如图3所示，在高过电位条件下，C-N键的形成和尿素的生成应通过不同的途径进行。表面吸附的*NH能与未吸附的*CO偶联，形成*CO-NH图3：中间体吸附、脱附模型。：10.1038/s41467-022-33258-0

过，能够降低系统的自由能，因此在低温和高压条件下更为有利。，需要克服吸附势垒，因此在高温低压下更容易发生。二者在能量学上互为逆反，但在实际催化条件下常常共存于动态平衡状态。

，可在毫秒至秒级时间内完成，而化学。若脱附过慢，则产物可能滞留在表面，降低催化循环效率。因而理想的催化剂应当具有适度的吸附能，既能牢固吸附反应物，又能快速释放产物。

。例如，在氮气解离吸附过程中，键断裂需要克服巨大的能垒；而氨分子的脱附则依赖于N–键强度与表面电子结构。二者耦合的结果，决定了催化剂的整体性能。

吸附与脱附在催化中的应用

光催化

/空穴发生反应生成H2与。氢气与氧气的高效脱附对于防止逆反应如图通过吸附动力学分析，对CrⅥ的吸附能力显著高于原始的2UiO-662HP-UOH-X系列吸附剂中，HP-UOH-80展现出最佳的吸附容量和吸附速率，因而被认为是最优吸附剂Cr(VI)的吸附等温线。在电催化反应中，吸附能与脱附速率之间存在着紧密的联系，它们常常遵循著名的火山曲线吸附能的大小对脱附速率的影响，呈现出一种类似火山形状的曲线关系以为例，若氢原子在电极表面的吸附过弱，则氢气生成效率低，导致表面覆盖。理想的电催化剂应当位于火山曲线的顶点，例如铂催化剂，其氢吸附能接近最优值，因此表现出最高的HER活性。同理，OER和ORR亦是如此。

ORR–脱附的动态平衡同样决定了反应速率与过电位OOH*图5：和ORR吸脱附火山型曲线。DOI：10.1002/anie.201407031

总结