關于氮氣等溫吸脫附計算比表面積、孔徑分布的若干說明

《關于氮氣等溫吸脫附計算比表面積、孔徑分布的若干說明》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。

1、關于氮氣等溫吸脫附計算比表面積、孔徑分布的若干說明　　目的：是讓大家對氮氣等溫吸脫附有一個基本的理解和概念，不會講太多源頭理論，內容不多，力求簡明實用。本人有幸接觸吸脫附知識的理論和實踐，做個總結一是長久以來的心愿，二則更希望能和大家共同學習、探討和提高。由于內容是自己的總結和認識，很可能會有部分錯誤，希望大家能給予建議、批評和指導，好對內容做進一步的完善。我們拿到的數(shù)據(jù)，只有吸脫附曲線是真實的，比表面積、孔徑分布、孔容之類的都是帶有主觀人為色彩的數(shù)據(jù)。經常聽到有同學說去做個BET，其實做的不是BET，是氮氣等溫吸脫附曲線，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只

2、是對N2-Sorptionisotherm中p/p0=0.05~0.35之間的一小段用傳說中的BET公式處理了一下，得到單層吸附量數(shù)據(jù)Vm，然后據(jù)此算出比表面積，如此而已?！袅愇降葴鼐€類型screen.width*0.7){this.resized=true;this.width=screen.width*0.7;this.alt='Clickheretoopennewwindow';}"border=0>　　幾乎每本類似參考書都會提到，前五種是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分類，先由此四人將大量等溫線歸為五類，階梯狀的第六類為Sin

3、g增加。每一種類型都會有一套說法，其實可以這么理解，以相對壓力為X軸，氮氣吸附量為Y軸，再將X軸相對壓力粗略地分為低壓（0.0-0.1）、中壓(0.3-0.8)、高壓（0.90-1.0）三段。那么吸附曲線在：　低壓端偏Y軸則說明材料與氮有較強作用力(?型，??型，Ⅳ型)，較多微孔存在時由于微孔內強吸附勢，吸附曲線起始時呈?型；低壓端偏X軸說明與材料作用力弱(???型，Ⅴ型)。　中壓端多為氮氣在材料孔道內的冷凝積聚，介孔分析就來源于這段數(shù)據(jù)，包括樣品粒子堆積產生的孔，有序或梯度的介孔范圍內孔道。BJH方法就是基于這一段得出的孔徑數(shù)據(jù)；　高壓段可粗略地看出粒子堆積程度，如?型中如最

4、后上揚，則粒子未必均勻。平常得到的總孔容通常是取相對壓力為0.99左右時氮氣吸附量的冷凝值?！魩讉€常數(shù)※液氮溫度77K時液氮六方密堆積氮分子橫截面積0.162平方納米，形成單分子層鋪展時認為單分子層厚度為0.354nm※標況（STP）下1mL氮氣凝聚后（假定凝聚密度不變）體積為0.001547mL　例：如下面吸脫附圖中吸附曲線p/p0最大時氮氣吸附量約為400mL，則可知總孔容＝400*0.001547＝400/654＝約0.61mL※STP每mL氮氣分子鋪成單分子層占用面積4.354平方米　例：BET方法得到的比表面積則是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET

5、方法處理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子篩的吸附等溫線為例加以說明screen.width*0.7){this.resized=true;this.width=screen.width*0.7;this.alt='Clickheretoopennewwindow';}"border=0>????此等溫線屬IUPAC分類中的IV型，H1滯后環(huán)。從圖中可看出，在低壓段吸附量平緩增加，此時N2分子以單層到多層吸附在介孔的內表面，對有序介孔材料用BET方法計算比表面積時取相對壓力p/p0=0.10~0.29比較適合。在p/p0=0.5~0.8左右吸附量有一突增。該段的位

6、置反映了樣品孔徑的大小，其變化寬窄可作為衡量中孔均一性的根據(jù)。在更高p/p0時有時會有第三段上升，可以反映出樣品中大孔或粒子堆積孔情況。由N2-吸脫附等溫線可以測定其比表面積、孔容和孔徑分布。對其比表面積的分析一般采用BET（Brunauer-Emmett-Teller）方法?？讖椒植纪ǔ２捎肂JH（Barrett-Joiner-Halenda）模型?！鬕elvin方程　　Kelvin方程是BJH模型的基礎，由Kelvin方程得出的直徑加上液膜厚度就是孔道直徑。彎曲液面曲率半徑R‘＝2γVm/[RT*ln(p0/p)]，若要算彎曲液面產生的孔徑R，則有R’Cosθ＝R，由于不同

7、材料的接觸角θ不同，下圖給出的不考慮接觸角情況彎曲液面曲率半徑R‘和相對壓力p/po對應圖：screen.width*0.7){this.resized=true;this.width=screen.width*0.7;this.alt='Clickheretoopennewwindow';}"border=0>◆滯后環(huán)screen.width*0.7){this.resized=true;this.width=screen.width*0.7;this.alt='Clickheretoop