精微小百科 | 比表面及孔径分析基础知识(三)
1.P0受哪些因素影响?
以液氮温度下,氮气的饱和蒸汽压为例,Po的影响因素主要有:液氮的温度,而液氮的温度取决于液氮的纯度,同时又受到与液氮接触的大气压力的影响,新得到的液氮纯度很高,液氮温度比较低,当在空气中放置很长时间后,液氮中会溶入一些熔点高于液氮温度的气体,使液氮纯度降低,液氮温度上升。下表中列出液氮温度与Po的对应值:
2.脱附曲线是怎么做出来的?
在测定等温吸脱附曲线时,随压力增加固体表面的吸附量逐渐增大,当压力接近Po时,吸附量达到最大,并可测出最大的吸附量。在这种条件下,逐渐降低压力,被吸附的气体逐渐脱附出来;用最大的吸附量减去脱附出来的吸附量,得到固体表面的剩余吸附量,用剩余吸附量对压力作图,即为脱附曲线。
3.脱附曲线为什么常在吸附曲线之上?
因为脱附曲线是剩余吸附量对压力的曲线,如果脱附是完全的,那么吸脱附曲线完全重合,当脱附不完全,也就是剩余的吸附量大于相同压力时的吸附量时,脱附曲线就会在吸附曲线之上,脱附曲线不可能在吸附曲线之下。
4.何为滞后环?为什么会有滞后环?
脱附曲线是剩余吸附量对压力的曲线,如果脱附是完全的,那么吸脱附曲线完全重合,如果脱附是不完全的,也就是剩余的吸附量大于相同压力时的吸附量时,脱附曲线就会滞后于吸附曲线,一般当相对压力下降至0.4以下时,滞后现象消失,吸脱附曲线又重合到一起,因此形成所谓滞后环。滞后环产生的原因归结为孔的作用,如果吸附剂被吸附到孔中去时,阻力比较小,吸附过程容易进行,当压力下降时,脱附出来阻力较大,则脱附不完全,要到更低的压力下才能脱附出来,这就产生滞后环,滞后环的形状与孔的结构有关,具体情 况如下:
H1型迟滞回线可在孔径分布相对较窄的介孔材料,和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到。
H2 型迟滞回线由具有复杂孔隙结构的材料给出。
H2(a)型迟滞回线有着陡峭的脱附曲线。硅胶、多孔玻璃(例如, 耐热耐蚀玻璃) 以及一些有序介孔材料(例如SBA-16和KIT-5二氧化硅)具有H2(a)型迟滞回线。
H2(b)型迟滞回线也与孔道阻塞相关。某些水热处理后的有序介孔二氧化硅及 介孔硅石泡沫材料具有H2(b)型迟滞回线。
H3型迟滞回线由片状颗粒材料,如粘土,或由狭缝形孔隙材料给出,在较高相对压力区域没有表现出任何吸附限制。
H4型迟滞回线出现在含有狭窄的狭缝状孔隙的固体中,如活性炭中见到,在较高相对压力区域也没有表现出吸附限制。
H5型迟滞回线比较少见,由部分孔道被堵塞的介孔材料给出。通常,对于特定的吸附气体和吸附温度,H5型迟滞回线的脱附分支会在一个非常窄的P/P0 范围内急剧下降。
5.什么是多层吸附?
多数情况下,当固体表面吸附气体分子时,并不是只吸附一层,当固体分子对第二层气体分子的引力大于气体分子间的斥力时,第二层分子也会吸附上去, 甚至第三层、第四层.....这就是多层吸附,多层吸附并不是那样规律,第一 层还没有吸满,局部地方可能已开始吸附第二层,大多数吸附剂都遵循多层吸附的特性。
精微高博(JWGB)专业从事比表面及孔径分析仪、全自动真密度仪、气体选择性吸附仪、蒸汽吸附仪、竞争性吸附仪等物性分析设备的研究,被誉为“中国氮吸附仪的开拓者”,是我国纳米新材料表征和测试仪器的权威制造商。