6、关于氮气等温吸脱附计算比表面积

关于氮气等温吸附解吸计算比表面积、孔径分布的几点说明目的：为氮气等温解吸赋予基本理解和概念，不论多种起源理论，追求内容少、实用。 我有幸接触到吸取知识的理论和实践，做一个总结是一个长期的愿望，两个希望大家一起学习、探讨和提高。 因为内容是自己的总结和认识，有些错误的可能性很高，希望大家给予建议、批评和指导，进一步改善内容。注意我们得到的数据只有解吸曲线真实，比表面积、孔径分布、孔容等都是具有主观人为色彩的数据。 我经常听说某个同学做了BET，其实不是BET而是氮等温解吸曲线，BET(brueremmetteller )用传说的BET式处理N2-Sorption isotherm的p/p0=0.050.35之间的短部分，单层吸附量数据6种吸附等温线型大多数参考书提到前5种是bddt (bruer-Deming-Deming-teller )分类。 因此，4人将大量等温线分为5种，阶梯状的第6类Sing增加。 对于各种类型，可以理解，实际上，将相对压力设为x轴，将氮吸附量设为y轴，将x轴的相对压力大致分为低压(0.0-0.1)、中压(0.3-0.8)、高压(0.90-1.0 )这3个阶段。 吸附曲线为低压端偏y轴表示材料和氮具有强力(模具、模具、iv型)，存在多个细孔时，由于细孔内的强吸附力，吸附曲线开始时呈模具的低压端偏x轴说明和材料力较弱(类型、v型)。中压端多为氮气凝聚在材料孔隙内，介孔分析源于此数据，包括样品颗粒堆积的孔隙、有序和梯度介孔范围内的孔隙。 BJH法是根据这个段落得到的开口数据高压段可以粗略地看到粒子的堆积程度，模型中最后上升时，粒子不一定均匀。 通常得到的总孔容积取相对压力为0.99左右时的氮吸附量的凝结值。几个常数液氮温度为77K时，液氮六方密堆积氮分子截面积为0.162平方纳米，形成单分子层扩展时，单分子层的厚度可以认为是0.354nm以氧化皮(STP )凝聚1mL氮气后(假设凝聚密度不变)，体积为0.001547mL例如，在以下解吸图中可知吸附曲线p/p0最大时的氮吸附量约为400 mL，总细孔容积=400*0.001547=400/654=约0.61mL STP的单分子层占每mL氮气分子的面积为4.354平方米例如用BET法得到的比表面积为S/(平方米/克)=4.354*Vm，可知其中Vm用BET法处理时Vm=1/(倾斜切片)以SBA-15分子筛的吸附等温线为例进行说明该等温线属于IUPAC分类中的IV型、H1磁滞回线。 从图中可以看出，在低压阶段的吸附量缓慢增加的情况下，N2分子从单层以多层吸附在介孔的内表面，使用BET法计算规则介孔材料的比表面积时，取相对压力p/p0=0.100.29是适当的。 p/p0=0.50.8左右时吸附量急剧增加。 该段的位置反映了样品孔径的大小，其变化幅度成为测量孔的均匀性的依据。 进一步提高p/p0的话，第三段有时会上升，样品上会反映出大孔和粒子堆积的情况。 由n 2吸附解吸等温线可测定比表面积、孔容、孔径分布. 其比表面积的分析一般采用bet(bruer-emmett-teller )法。 孔径分布通常采用BBarrett-joiner-halenda模型。Kelvin方程式Kelvin方程式是BJH模型的基础，由Kelvin方程式得到的直径加上液膜厚度就是细孔直径。 为了计算弯曲液面的曲率半径R=2Vm/RT*ln(p0/p)、在弯曲液面产生的孔径r，有rcos=r，由于接触角根据材料而不同，因此下图表示不考虑接触角的弯曲液面的曲率半径r与相对压力p/po的对应图磁滞回线磁滞回线的发生原因这是因为在毛细管凝集作用下N2分子在低于常压的压力下凝集并填充介孔孔，毛细管凝集开始时在孔壁的环状吸附膜的液面进行，解吸从孔的球形弯液面开始，因此解吸等温线不重叠，大多形成滞后环。 另一种说法是，吸附时液氮进入细孔，与材料的接触角为前进角，解吸时为后退角，这两个角度的差异在使用Kelvin方程式时会产生差异。 当然，这可能是两者的共同作用，个人倾向于承认前者，至少是直观的)前者是相通的。磁滞环的种类滞后环的特征与特定的孔结构信息相对应，分析了该相对尝试对Kelvin方程的理解。H1为均匀孔模型，视为直孔容易理解。 但是，一些同学在解谱时从H1型滞后环中知道SBA-15具有有序的六角介孔结构是错误的。 H1型磁滞回线可以看到有序的介孔，但六方、四方、三角不清楚。 六方以小角XRD可见，这是明显的张冠李戴H2比较难说明，可以认为是多孔质吸附质或均匀粒子堆积孔造成的，当 ink bottle 等小口径瓶颈的液氮解吸时，被瓶束缚的液氮气体大多急剧地排出H3与H4相比，高压端吸附量多，认为是片状粒子堆积而形成的狭缝孔H4也是狭缝孔，与粒子堆积不同，是由层状构造产生的孔。中压部分的吸附量较多，但有时不会发生磁滞回线相对压力为0.2-0.3左右时，根据Kelvin方程式可知，细孔半径小，有效细孔半径只有吸附质分子的数个，不会发生毛细管凝聚现象，吸附解吸等温线重叠，MCM-41细孔径为2、3nm时，规则的介孔吸附解吸中不会出现滞后现象。介孔分析通常采用BJH模型(Barrett-Joiner- Halenda )，Kelvin方程在圆柱模型中的应用，应用于介孔范围的结果小于实际。关于MCM-41、SBA-15霍尔结构分析的更高精度KJS(Kruk-Jaroniec-Sayari )及其修正方法，在出现KJS时以高度有序的MCM41为材料进行霍尔分析，结合XRD结果得到比BJH更高精度的KJS方程式，霍尔分析的适用范围为2-6 其后，推广应用于SBA-15孔结构(4.6-30nm )的特点。关于t-Plot和s的方法对于吸附或解吸曲线整体的处理方法，t-Plot理解为thickness模式法，以氮吸附量绘制单分子层吸附量，凝聚时形成的吸附膜的平均厚度为平均吸附层数的单分子层厚度(0.354nm )，比表面积=0.162*单分子层吸附量*阿伏伽德罗常数。 样品为无孔材料时，t-Plot为通过原点的直线，样品中含有细孔、介孔、大孔时，直线为几条折线，需要分别进行分析。 s法的下标是standard的意思，Sing提出用相对压力为0.4时的吸附量代替单分子层的吸附量作图的方法，用这种方法先指定一个基准，用机器作一个标准，处理方法和图形解释两种方法是类似的。 两个规则之间可以相互转化，t=0.538s微细孔分析含孔材料的孔隙分析对真空度、控制系统、温度传感器有不同的要求，测试时间也较长，时间可能是普通样品的10倍到20倍。 由于孔隙尺寸与探针分子尺寸的差异有限，部分孔隙探针分子尚未进入，分析方法必须由不同样本决定，必要时可以参考相关文献的方法，而且自制样本为分析方法，结果趋势基本正确。 目前，在一个模型中很难分析所有范围的孔径分布，但听说非线性密度泛涵理论(NLDFT )很好，但在论文中并不多见。寄样品注意明确测试的目的：比表面积和细孔结构影响活性中心分布、反应产物的滞留，在烧成温度等处理中发生比表面不同等情况时，不能轻易地试着制作比表面的细孔分布。基本上，以实验使用的状态为基准，干燥样品，说明样品的种类，一般提供比表面积约100平方米的样品(活性炭比表面一般为700左右，0.2g就足够了)。 平时使用的催化剂在成型后发生反应，成型后样品被送出，结果变得客观。 分子筛的样品一般不成型，特别是介孔分子筛成型时不能施加大的压力。 不这样的话，辛苦制作的东西有可能一下子坏掉。感谢论坛相关的投稿！【原创】我理解的BJHhttp:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2609274【寻求帮助】请告诉我磁滞回线的吸附情况http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=25294043358 e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2529404【求助】催化剂的比表面积及细孔体积与其粒径有必然的关系吗？http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2469677【求助】N2解吸附曲线磁滞回线不闭合的原因http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=1361358:孔分布吸附解吸的滞环是什么？http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=1317581【求助】用N2吸附解吸曲线分别如何计算细孔面积和介孔面积http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2068501【寻求帮助】怎样得到孔径分布曲线？http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=1584583页面=0视图=高光=页面=1【资源】催化剂比表面与孔结构的相关性分析http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2619868【资源】关于催化剂比表面试验的方法的概要http:/e /BBS/viewthread.PHP？ tid=2621460写几份参考资料的目录，如果有兴趣的话请找一找1 .刘维桥孙桂大固体催化剂实用研究方法中国石化出版社2、刘振宇等多孔碳纳米结构及其分析、化学进展，2001、13(1)3 .近藤精一、石川达雄、安部郁夫着.李国希译. 吸附科学北京化学工业出出版社，2005年4 .陈唱英孙罕见丁云杰周仁贤罗孟飞吸附与催化河南科技出版社，2001年5. Gregg，S.J .Sing，K.S.W. 吸附、比表面与孔隙率化学工业出版社，19896 .托马斯w.j .crittenden b. adsorption technology & design，Elsevier Science技术，1998年7.ruthvend.m.principlesofadsorptionandadsorptionprocesses，John Wiley Sons (1984 )8.Suzuki M .Adsorption Engineering、Elsevier (1990 )论文1.bruer，s .Emmett P. H . Teller，e.adsorptionofgasesinmultimolecullarlayers1938，60:309-3192.Barrett E. P . Joyner L. G . halen DAP.p. thedeterminitionofporevolumeandareationsinporoussubstances : I.compationsfronitridogisotroherms.j.am.chem.SOC .1903.Sing K，Everett D，Haul R，Moscou L，Pierotti R，Rouquerol J，Siemieniewska T. Pure Appl. Chem，1985，573360603-6194.Kruk M .Jaroniec M .say aria. applicationoflargeporemam-41 moleculariesebstoimproesizationansionusingnitridogadsorptionmeasurements .语言，1997，13:6267-62735.Jaroniec M .solovyovl.a. improvementofthekruk-jaron iec-sayarismethodforporesizeanalysisoforderedsilicaswithcylindricalmesocopores.Langmuir，200622:6757-67606.dbrowskia.adv.colloidinterfacesci .2001，93:135-224我理解的BJH小木虫(金币1):奖励，鼓励有价值的话题jinkai838 (金币10):继续，让我们多谈一谈！ 谈谈分析方法吧！ 欢迎参加小木虫论坛2010-11-19 02:13:05