比表面孔径分析.pptx

1;1.1 物理吸附理论简单介绍;1.1 物理吸附理论简单介绍1.1.1 吸附现象及其描述;吸附剂:具有吸附能力的固体物质. 吸附质:被吸附剂所吸附的物质,(如氮气). 通常采用氮气,氩气或氧气为吸附质进行多孔物的比 表面,孔体积,孔径的大小和分布的测定.也可通过完 整的吸附脱附曲线计算出介孔部分和微孔部分的体 积和表面积等. 吸附平衡等温线:以压力为横坐标,恒温条件下吸附质在 吸附剂上的吸附量为纵坐标的曲线. 通常用比压(相对??力)p/p0表示压力,p 为气体的真实压力,p0为气体在测量温度 下的饱和蒸汽压.;?物理吸附 *物理吸附是吸附质分子靠范德华力（分子引力）在吸附剂表面上吸附，它类似于蒸汽的凝聚和气体的液化。 *表面上剩余力场是表面原子配位不饱和造成的，作用力较弱，致使物理吸附分子的结构变化不大，接近于原气体或液体中分子的状态。 *物理吸附由于是范氏力起作用，而范氏力在同类或不同类的任何分子间都存在，所以是非专一性的，在表面上可吸附多层。;?化学吸附 *化学吸附类似于化学反应，吸附质分子与吸附剂表面原子间形成吸附化学键。 *被化学吸附的分子与原吸附质分子相比，由于吸附键的强烈影响，结构变化较大。 *由于化学吸附同化学反应一样只能在特定的吸附剂－吸附质之间进行所以具有专一性，并且在表面只能吸附一层。;比表面（specific surface area）与分散度;把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立方体的情况：;吸附现象及其描述;吸附现象及其描述; ;Ⅰ型等温线相当于朗格谬尔单层可逆吸附过程。 Ⅱ型等温线相当于发生在非孔或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程，位于p/p0的B点，是等温线的第一个陡峭部，它表示单分子层饱和吸附量。 Ⅲ型等温线不出现B点，表示吸附剂与吸附质之间的作用很弱.;Ⅳ型等温线是一种特殊类型的等温线，反应的是固体均匀表面上谐式多层吸附的结果。（有毛细凝聚现象发生） Ⅴ型等温线很少遇到，而且难以解释，虽然反映了吸附质与吸附剂之间作用微弱的Ⅲ型等温线特点，但在高压区又表现出有孔充填（毛细凝聚现象）。; ;吸附等温方程;单分子层吸附等温方程 ——朗格谬尔（Langmuir）等温方程;单分子层吸附等温方程 ——朗格谬尔（Langmuir）等温方程;单分子层吸附等温方程 ——朗格谬尔（Langmuir）等温方程;多分子层吸附等温方程 ——BET吸附等温式;多分子层吸附等温方程 ——BET吸附等温式;根据直线的斜率和截距,可求出形成单分子层的吸附量Vm=1/(斜率+截距)和常数C=斜率/截距+1.;1.2 表面积计算;1.2.1 BET法;1.2.1 BET法;常数c作参数，以吸附重量或吸附体积（W/Wm或V/Vm）对x=P/P0作图。 a)c﹥2 ， II型吸附等温线; b)c﹤2， III型吸附等温线 BET公式适用比压范围: ;1.2.1 BET法; 一点法 氮吸附时C常数通常都在50～200之间，由于C常数较大，所以在BET作图时的截距1/ (vmC)很小，在比较粗略的计算中可以忽略，即可以把p/p0在左右的一个实验点和原点相连，由它的斜率的倒数计算vm值，通常称为一点法或单点法。只有当C值1的前提下，二者误差一般在10%以内。 多点法 相对于一点法来说，常规BET作图测定比表面要进行多个实验点（一般取五点）测量，因此又称多点法。;1.2.2 B点法;1.2.3 经验作图法(t-图法);1.2.3 经验作图法;T图法计算微孔分子筛的总表面积和微孔体积;是氧化物类催化剂的适用因子,t面积可被视为催化剂基质(非微孔部分)表面积;;(4)计算分子筛表面积(微孔表面积)和微孔体积, 分子筛表面积=BET表面积-t面积 微孔体积=1.547×10-3×It.;典型多孔固体的v—t曲线;1.3 微孔结构分析;D-R方程的对数表达式;b.吸附能与平均孔宽的计算;例:活性炭的氮吸附等温线、吸附势分布 和微孔体积分布;2)Horvaih-Kawazoe (Ｈ-Ｋ)方程;b. H-K-S-F方程;改进式;例:H-K方法计算微孔分布比较;八面沸石分子筛微孔分布;;微孔固体吸附表征;毛细孔凝聚理论?Kelvin方程 1.方程的推导 液体在毛细管内会形成弯曲液面，弯曲