彼奥德小课堂 | 物理吸附

物理吸附简介

物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力。由于范德华力存在于任何两分子间，所以物理吸附可以发生在任何固体表面上。

吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质，由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。

物理吸附仪工作原理

由于没有工具对比表面进行直接测量，人们就根据物理吸附的特点，以已知分子截面积的气体分子作为探针，创造一定条件，使气体分子覆盖于被测样品的整个表面（吸附），通过被吸附的分子数目乘以分子截面积即认为是样品的比表面积。比表面积的测量包括能够到达表面的全部气体，无论外部还是内部。物理吸附一般是弱的可逆吸附，因此固体必须被冷却到气体的沸点温度，并且选择一种理论方法从单分子覆盖中计算表面积。

什么是饱和蒸气压？

在一定温度下，与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强就是饱和蒸汽压。

物理吸附仪的重要术语

BET：表面面积计算方法的发明者名字的缩写，他们分别是：S. Brunauer, P. Emmet 和 E.Teller。用它来代表比表面积计算模型

Langmuir：单分子吸附理论发明者名字的缩写，用来代表比表面积计算模型孔径：指的是孔直径即孔宽

孔容积：单位质量多孔固体所具有的细孔总容积截面面积：单个被吸附的气体分子所占有的面积。

摩尔体积：单位物质的量的某种物质的体积，也就是一摩尔物质的体积。

相对压力 P/Po：绝对压力 P 与饱和蒸汽压力之比。其值在0和1之间。

饱和蒸汽压力 Po：在给定温度下一种气体液化时的压力。

什么是自由空间？什么是冷/热自由空间？

样品管的自由空间（free space）也称为死体积（dead space），是指样品管内未被样品占据的空间。在物理吸附测试过程中，样品管会部分浸入在低温冷浴中，自由空间就分为了两部分。在冷浴液面以上的称为热区间（warm zone），在冷浴液面以下的称为冷区间（cold zone）。热区间温度几近室温，而冷区间温度为冷浴温度。

热自由空间（warm free space）是指样品管在室温下时，通过测试和计算出的样品管自由空间体积。

冷自由空间（cold free space）是指样品管在浸没在冷浴中后，通过测试和计算出的样品管自由空间体积。