含有微孔的吸附等溫線是什麽樣的?我(wǒ)(wǒ)們從中(zhōng)能得到哪些信息?
樣品一(yī)旦清潔後,就要轉移至外(wài)置的杜瓦瓶(或其它
恒溫浴)中(zhōng)使其處于恒溫狀态。然後,使少量的氣體(tǐ)(被
吸附物(wù),即吸附質)逐步進入被抽真空的樣品管。進入樣
品管的吸附質分(fēn)子很快便到達固體(tǐ)樣品(即吸附劑)上每
一(yī)個孔的表面。如果樣品既有微孔也有介孔,那麽其吸附
等溫線應該包含如下(xià)幾個階段:
1)
極低壓力下(xià)的微孔填充(相對壓力小(xiǎo)于 0.01)區:
含微孔樣品的等溫線初始段呈明顯大(dà)而陡的上升,然後彎
曲成平台。這一(yī)段曲線的數據可以表征微孔體(tǐ)積和微孔分(fēn)
布。因爲其孔徑接近于氣體(tǐ)分(fēn)子直徑,所以選擇正确的吸
附質氣體(tǐ)是十分(fēn)必要的。
2)
單層吸附區:随着越來越多的氣體(tǐ)分(fēn)子被導入系
統,當微孔被填滿,吸附質分(fēn)子會在整個吸附劑表面形成
一(yī)個薄層。吸附等溫線呈現像膝蓋似的彎曲。
3)
多層吸附區:緊接着吸附曲線進入平台區,表明
在這裏發生(shēng)了表面多層吸附。BET 理論恰恰需要在這個階
段的吸附曲線數據計算比表面積。
4)
毛細管凝聚區:當相對壓力大(dà)于0.4時,持續地多
層吸附伴随着毛細管凝聚過程。毛細管凝聚即在孔道中(zhōng)的
被吸附氣體(tǐ)随分(fēn)壓比增高轉化爲液體(tǐ)的過程,描述這一(yī)過
程的經典方程是開(kāi)爾文方程。該方程量化了平衡氣體(tǐ)壓力
與可以凝聚氣體(tǐ)的毛細管尺寸的比例。利用Barrett,
Joyner and Halenda (BJH) 法等計算方法可以根據平衡
氣體(tǐ)壓力計算孔徑,得到累積的或微分(fēn)孔徑分(fēn)布圖。
随着吸附質平衡壓力趨于飽和,吸附劑的孔道将被
吸附質*填充。如果知(zhī)道吸附質的密度,就可以計算
出其所占的體(tǐ)積,然後就可以相應地計算出樣品的總孔
體(tǐ)積。如果此時我(wǒ)(wǒ)們将吸附過程逆向操作,從系統中(zhōng)逐
步減少氣體(tǐ)量,就可以得到脫附等溫線。
由于吸附和脫附的機理不同,吸附和脫附等溫線很
少能夠重疊。等溫線的回滞現象與固體(tǐ)顆粒的孔形有關