氮吸附比表面积测试的吸附原理
2024-07-3124(1)气体与清洁固体表面接触时,在固体表面上气体的浓度高于气相,这种现象称为吸附;
(2)吸附气体的固体物质称为吸附剂;被吸附的气体称为吸附质;
(3)吸附可分为物理吸附和化学吸附,其不同特征如下
化学吸附 | 物理吸附 | |
吸附热 | 较大 | 较小 |
吸附速率 | 需要活化,速率慢 | 不需要活化,速率快 |
发生温度 | 高于气体液化点 | 接近气体液化点 |
选择性 | 有选择性 | 无选择性 |
吸附层 | 单层 | 多层 |
可逆性 | 不可逆 | 可逆 |
(4)吸附平衡:固体表面的气体浓度增加为吸附过程,浓度减少为脱附过程;当吸附速率与脱附速率相等时,固体表面上的气体量维持不变,称为吸附平衡。
(5)等温吸附线:在恒定温度下,对应与一定的吸附质压力,固体表面上只能存在一定量的吸附气体,通过改变吸附质压力,可得一系列吸附量,吸附量随压力而变的曲线称为等温吸附曲线。
(6)五种等温吸附线:
Ⅰ型:对应于含有甚小孔的一些物质,如活性碳、硅胶、沸石等,平台对应与小孔完全被凝
聚液充满;
Ⅱ型:S型,在低压处有拐点,相当于单分子层吸附的完成,在孔径大于20nm时常遇到,
其孔径无上限;
Ⅲ型:在整个压力范围,曲线向下凸,无拐点,甚为少见;
Ⅳ型:与Ⅱ型相似,在高压区,发生毛细凝聚现象,脱附时可见滞后现象;
Ⅴ型:少见;
等温线的形状与吸附质和吸附剂的本性相关,可得吸附质和吸附剂性质的信息,如Ⅱ型和Ⅳ型可计算固体比表面积,Ⅳ型中等孔(2~50nm)的特征,用于中孔的孔径分布计算。
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