物理吸附 ▏比表面及孔徑分析知識(shí)100問(wèn)（第三章）

精微高博

2023.5.31

物理吸附100問(wèn)（第三章）

Po受哪些因素影響？

以液氮溫度下，氮?dú)獾娘柡驼羝麎簽槔琍o的影響因素主要有：液氮的溫度，而液氮的溫度取決于液氮的純度，同時(shí)又受到與液氮接觸的大氣壓力的影響，新得到的液氮是很純的，液氮溫度比較低，當(dāng)在空氣中放置很長(zhǎng)時(shí)間后，液氮中會(huì)溶入一些熔點(diǎn)高于液氮溫度的氣體，使液氮純度降低，液氮溫度上升，下表中列出液氮溫度與Po的對(duì)應(yīng)值：?

脫附曲線是怎么做出來(lái)的？

在測(cè)定等溫吸脫附曲線時(shí)，隨壓力增加固體表面的吸附量逐漸增大，當(dāng)壓力接近Po時(shí)，吸附量達(dá)到最大，并可測(cè)出最大的吸附量。在這種條件下，逐漸降低壓力，被吸附的氣體逐漸脫附出來(lái)；用最大的吸附量減去脫附出來(lái)的吸附量，得到固體表面的剩余吸附量，用剩余吸附量對(duì)壓力作圖，即為脫附曲線。

脫附曲線為什么常在吸附曲線之上？

因?yàn)槊摳角€是剩余吸附量對(duì)壓力的曲線，如果脫附是完全的，那么吸脫附曲線完全重合，當(dāng)脫附不完全，也就是剩余的吸附量大于相同壓力時(shí)的吸附量時(shí)，脫附曲線就會(huì)在吸附曲線之上，脫附曲線不可能在吸附曲線之下。

何謂滯后環(huán)？為什么會(huì)有滯后環(huán)？

因?yàn)槊摳角€是剩余吸附量對(duì)壓力的曲線，如果脫附是完全的，那么吸脫附曲線完全重合，如果脫附是不完全的，也就是剩余的吸附量大于相同壓力時(shí)的吸附量時(shí)，脫附曲線就會(huì)滯后于吸附曲線，一般當(dāng)相對(duì)壓力下降至0.4以下時(shí)，滯后現(xiàn)象消失，吸脫附曲線又重合到一起，因此形成所謂滯后環(huán)。滯后環(huán)產(chǎn)生的原因歸結(jié)為孔的作用，如果吸附劑被吸附到孔中去時(shí)，阻力比較小，吸附過(guò)程容易進(jìn)行，當(dāng)壓力下降時(shí)，脫附出來(lái)阻力較大，則脫附不完全，要到更低的壓力下才能脫附出來(lái)，這就產(chǎn)生滯后環(huán)，滯后環(huán)的形狀與孔的結(jié)構(gòu)有關(guān),具體情況如下：

H1型遲滯回線可在孔徑分布相對(duì)較窄的介孔材料，和尺寸較均勻的球形顆粒聚集體中觀察到。

H2 型遲滯回線由具有復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的材料給出。

H2(a)型遲滯回線有著陡峭的脫附曲線。硅膠、多孔玻璃(例如, 耐熱耐蝕玻璃)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)型遲滯回線。

H2(b)?型遲滯回線也與孔道阻塞相關(guān)。某些水熱處理后的有序介孔二氧化硅及介孔硅石泡沫材料具有H2(b)型遲滯回線。

H3型遲滯回線由片狀顆粒材料，如粘土，或由狹縫形孔隙材料給出，在較高相對(duì)壓力區(qū)域沒(méi)有表現(xiàn)出任何吸附限制。

H4型遲滯回線出現(xiàn)?在含有狹窄的狹縫狀孔隙的固體中，?如活性炭中見(jiàn)到，?在較高相對(duì)壓力區(qū)域也沒(méi)有表現(xiàn)出吸附限制。

H5型遲滯回線比較少見(jiàn)，由部分孔道被堵塞的介孔材料給出。通常，對(duì)于特定的吸附氣體和吸附溫度， H5型遲滯回線的脫附分支會(huì)在一個(gè)非常窄的P/P0范圍內(nèi)急劇下降。

什么是多層吸附?

多數(shù)情況下，當(dāng)固體表面吸附氣體分子時(shí)，并不是只吸附一層，當(dāng)固體分子對(duì)第二層氣體分子的引力大于氣體分子間的斥力時(shí)，第二層分子也會(huì)吸附上去，甚至第三層、第四層-?-?-，這就是多層吸附，多層吸附并不是那樣規(guī)律，第一層還沒(méi)有吸滿，局部地方可能已開(kāi)始吸附第二層，大多數(shù)吸附劑都遵循多層吸附的特性。

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