多孔材料的孔分析-Porous Solid and Powders‘ analysis.
测粉末材料物理吸附,数据处理后可以得到材料的比表面积、孔容积、孔径分布等信息,处理时可以采用不同的理论和公式,不同的材料使用不同的公式,因此根据材料的特点选择合适的计算方法就显得尤为重要。
一、计算比表面积:
1.BET模型(Brunauer-Emmett-Teller)
S.Brunauer(布鲁尼尔)、P.Emmett(埃密特)和E.Teller(特勒)于1938年提出的BET多分子层吸附理论,其表达方程即BET方程,推导所采用的模型的基本假设是:一、固体表面是均匀的,发生多层吸附;二、除第一层的吸附热外其余各层的吸附热等于吸附质的液化热。推导有热力学角度和动力学角度两种方法,均以此假设为基础。多层吸附理论是目前最流行的比表面的计算方法,基于统计理论。不能用于微孔吸附材料。注意,当材料粗糙度比吸附分子小的时候,气体分子无法在吸附剂表面吸附,导致无法测量。同时孔道的几何形状也会影响计算结果。(赵东元p161-32)计算时数据的选取主要是压力比再0.02-0.2之间,因为该范围的吸附主要采取多层吸附,大于则会细孔凝结或微孔填充,就不满足BET方程的要求。一般按照如下的取值进行计算:
介孔材料: 0.05-0.3之间5点。
微孔材料: 0.005-0.05之间8点。
微孔和介孔材料: 0.01-0.2之间8点。
二、计算总孔容
使用接近饱和蒸汽压时的吸附量(大于0.995),但当接近1时剧烈上升的吸附线(有大孔存在),此时由媳妇平台出的吸附量表征总孔体积。
三、孔径及其分布的计算
1.微孔的孔径分布:DA(DR的理论扩展)、HK、SF
2.介控的孔径分布:BJH、DH
3.微孔、介孔的孔径分布:NLDFT、QSFDFT、MC
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