物理吸附之基础知识
发布日期:2017-03-02 来源:BB电子官网平台网址 热门游戏尽在掌握v7.2.11仪器 点击量:3633
表面是固体与周围环境, 特别是液体和气体相互影响的部分; 表面的大小即表面积。表面积可以通过颗粒分割(减小粒度)和生成孔隙而增加,也可以通过烧结、熔融和生长而减小。
3)固体-气体之间的作用:表现为吸附,催化能力等。
根据 ISO15901 中的定义,不同的孔(微孔、介孔和大孔)可视作固体内的孔、通道或空腔,或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间(如裂缝或空隙)。
开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的,有时也可在后处理过程中形成,如高温烧结可使开孔变为闭孔。
孔隙度是指深度大于宽度的表面特征,一般用孔径及其分布和总孔体积表征。
孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合,也需要考察其孔隙形状和流通性,并测定内表面和外表面面积。
但在现实情况中,数学中的理想几何形状是根本不存在的,因为在显微镜下看所有真实表面,它们都是有缺陷,都是凸凹不平的。如果有一个“超级显微镜”,你就能看到表面有多粗糙,这不仅是由于空隙,孔道,台阶和其它的非理想情况,更是由于原子或分子轨道的分布。这些表面的不规则性总是创造出比相应的理论面积更大的真实表面积。
每个颗粒暴露的面积是 6x10-12平方米(m2), 所有颗粒贡献的总面积则为 6x106m2。与未切割材料比较,这种暴露面积的百万倍的增加是超细粉体具有大表面积的典型。除了粒度以外,颗粒形状也对粉体的表面积有所贡献。在所有几何形状中,球形具有最小的面积/体积比,但一串原子如果仅沿着链轴线键合,则会有最大的面积/体积比。所有的颗粒物质都具有几何形状,因而具有在两个极端之间的表面积。通过比较两个有相同组成和相同质量,但形状分别为球形和立方体的颗粒表面积,很容易看到颗粒形状对表面积的影响。计算得出,在颗粒重量相同的情况下,立方体面积大于球体面积。因为粒径、粒形和孔隙度的不同,比表面积的范围可以有极大的变化,但孔的影响往往使粒径和外部形状因素的影响完全湮没。由密度大约为 3g/cm3 的 0.1 微米半径球形颗粒组成的粉末比表面大约为 10m2/g, 而 1.0 微米半径的类似颗粒比表面会减少 10 倍;但是如果同样的 1.0 微米半径颗粒含有大量的孔隙,其比表面可能超过 1000m2/g。这清楚地表明孔对表面积的重要贡献。
尽管颗粒形状能被假设为规则的几何形,但是绝大多数的情况下它是不规则的,只不过目前流行的粒度测量方法是基于“等效球体积”。如果试图利用粒度测量方法(包括激光衍射法、光散射法、电域敏感法、沉降法、透过法、筛分法和电子显微镜法)测量比表面,由于粒形、表面的不规则及孔隙度的影响,其结果会比真值严重偏小,甚至相差 1000 倍以上。因此,由粒径计算表面积只能通过球形或其它规则几何形状的绝对假设建立一个低限值。
合。沸石类的孔隙是稳定的,但被“颈口”所控制,它可以被看作是筒形孔和墨水瓶孔的中间状态。
(vi)极微孔(supermicropore): 孔宽大于 0.7nm 的较宽微孔。
纵观各种孔径表征的不同方法,气体吸附法是最普遍的方法,因为其孔径测量范围从 0.35nm到 100nm 以上,涵盖了全部微孔和介孔,甚至延伸到大孔。另外,气体吸附技术相对于其它方法,容易操作,成本较低。如果气体吸附法结合压汞法,则孔径分析范围就可以覆盖从大约 0.35nm 到1mm 的范围。气体吸附法也是测量所有表面的最佳方法, 包括不规则的表面和开孔内部的面积。
名词“吸附”和“脱附”后来作为形容词,表示用实验测定吸附量的走向研究,即吸附曲线(或点)或脱附曲线(或点)。当吸附曲线和脱附曲线不重合时,会产生吸附回滞(Adsorption hysteresis)。
一切物质都是由分子组成的,而原子构成了分子的基础。气态的原子和分子可以自由地运动。相反,固态时原子由于相邻原子间的静电引力而处于固定的位置。但固体最外层(或表面)的原子比内层原子周围具有更少的相邻原子。这种最外层原子的受力失衡导致了表面能的产生。固体表面上的原子与液体一样,受力都是不均匀的,但是它不像液体表面分子可以移动,而是定位的。因此,大多数固体比液体具有更高的表面能。为了弥补这种静电引力不平衡,表面原子就会吸附周围空气中的气体分子。
吸附系统是由三个区域组成的:固体,气体和吸附空间(例如,吸附层)。吸附空间的内容量就是吸附量(the amount adsorbed)。吸附量依赖于体积、质量和吸附空间。
在低温下以发生物理吸附为主, 而可能的化学吸附发生在高温下(发生了特异性反应).全过程涉及高真空,低温,高温,高精度真空量度,阀门按事先设定的程序自动开关等问题。
3)的体积系统中发生的气-液相变。术语“毛细管(或孔)凝聚”不能用于描述微孔填充过程,因为在微孔中不涉及气-液之间的相变。
如果绝对温度,压力和气体(吸附质)和表面(吸附剂)的作用能不变,则在一个特定表面的吸附量是不变的。因为固体表面对气体的吸附量是温度、压力和亲和力或作用能的函数,所以我们 在恒定温度下,就可以用平衡压力对单位重量吸附剂的吸附量作图。这种在恒定温度下,吸附量对压力变化的曲线就是特定气-固界面的吸附等温线。
物理吸附之基础知识
发布日期:2021-04-11 来源:BB电子官网平台网址 热门游戏尽在掌握v7.2.11仪器 点击量:3633
表面是固体与周围环境, 特别是液体和气体相互影响的部分; 表面的大小即表面积。表面积可以通过颗粒分割(减小粒度)和生成孔隙而增加,也可以通过烧结、熔融和生长而减小。
3)固体-气体之间的作用:表现为吸附,催化能力等。
根据 ISO15901 中的定义,不同的孔(微孔、介孔和大孔)可视作固体内的孔、通道或空腔,或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间(如裂缝或空隙)。
开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的,有时也可在后处理过程中形成,如高温烧结可使开孔变为闭孔。
孔隙度是指深度大于宽度的表面特征,一般用孔径及其分布和总孔体积表征。
孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合,也需要考察其孔隙形状和流通性,并测定内表面和外表面面积。
但在现实情况中,数学中的理想几何形状是根本不存在的,因为在显微镜下看所有真实表面,它们都是有缺陷,都是凸凹不平的。如果有一个“超级显微镜”,你就能看到表面有多粗糙,这不仅是由于空隙,孔道,台阶和其它的非理想情况,更是由于原子或分子轨道的分布。这些表面的不规则性总是创造出比相应的理论面积更大的真实表面积。
每个颗粒暴露的面积是 6x10-12平方米(m2), 所有颗粒贡献的总面积则为 6x106m2。与未切割材料比较,这种暴露面积的百万倍的增加是超细粉体具有大表面积的典型。除了粒度以外,颗粒形状也对粉体的表面积有所贡献。在所有几何形状中,球形具有最小的面积/体积比,但一串原子如果仅沿着链轴线键合,则会有最大的面积/体积比。所有的颗粒物质都具有几何形状,因而具有在两个极端之间的表面积。通过比较两个有相同组成和相同质量,但形状分别为球形和立方体的颗粒表面积,很容易看到颗粒形状对表面积的影响。计算得出,在颗粒重量相同的情况下,立方体面积大于球体面积。因为粒径、粒形和孔隙度的不同,比表面积的范围可以有极大的变化,但孔的影响往往使粒径和外部形状因素的影响完全湮没。由密度大约为 3g/cm3 的 0.1 微米半径球形颗粒组成的粉末比表面大约为 10m2/g, 而 1.0 微米半径的类似颗粒比表面会减少 10 倍;但是如果同样的 1.0 微米半径颗粒含有大量的孔隙,其比表面可能超过 1000m2/g。这清楚地表明孔对表面积的重要贡献。
尽管颗粒形状能被假设为规则的几何形,但是绝大多数的情况下它是不规则的,只不过目前流行的粒度测量方法是基于“等效球体积”。如果试图利用粒度测量方法(包括激光衍射法、光散射法、电域敏感法、沉降法、透过法、筛分法和电子显微镜法)测量比表面,由于粒形、表面的不规则及孔隙度的影响,其结果会比真值严重偏小,甚至相差 1000 倍以上。因此,由粒径计算表面积只能通过球形或其它规则几何形状的绝对假设建立一个低限值。
合。沸石类的孔隙是稳定的,但被“颈口”所控制,它可以被看作是筒形孔和墨水瓶孔的中间状态。
(vi)极微孔(supermicropore): 孔宽大于 0.7nm 的较宽微孔。
纵观各种孔径表征的不同方法,气体吸附法是最普遍的方法,因为其孔径测量范围从 0.35nm到 100nm 以上,涵盖了全部微孔和介孔,甚至延伸到大孔。另外,气体吸附技术相对于其它方法,容易操作,成本较低。如果气体吸附法结合压汞法,则孔径分析范围就可以覆盖从大约 0.35nm 到1mm 的范围。气体吸附法也是测量所有表面的最佳方法, 包括不规则的表面和开孔内部的面积。
名词“吸附”和“脱附”后来作为形容词,表示用实验测定吸附量的走向研究,即吸附曲线(或点)或脱附曲线(或点)。当吸附曲线和脱附曲线不重合时,会产生吸附回滞(Adsorption hysteresis)。
一切物质都是由分子组成的,而原子构成了分子的基础。气态的原子和分子可以自由地运动。相反,固态时原子由于相邻原子间的静电引力而处于固定的位置。但固体最外层(或表面)的原子比内层原子周围具有更少的相邻原子。这种最外层原子的受力失衡导致了表面能的产生。固体表面上的原子与液体一样,受力都是不均匀的,但是它不像液体表面分子可以移动,而是定位的。因此,大多数固体比液体具有更高的表面能。为了弥补这种静电引力不平衡,表面原子就会吸附周围空气中的气体分子。
吸附系统是由三个区域组成的:固体,气体和吸附空间(例如,吸附层)。吸附空间的内容量就是吸附量(the amount adsorbed)。吸附量依赖于体积、质量和吸附空间。
在低温下以发生物理吸附为主, 而可能的化学吸附发生在高温下(发生了特异性反应).全过程涉及高真空,低温,高温,高精度真空量度,阀门按事先设定的程序自动开关等问题。
3)的体积系统中发生的气-液相变。术语“毛细管(或孔)凝聚”不能用于描述微孔填充过程,因为在微孔中不涉及气-液之间的相变。
如果绝对温度,压力和气体(吸附质)和表面(吸附剂)的作用能不变,则在一个特定表面的吸附量是不变的。因为固体表面对气体的吸附量是温度、压力和亲和力或作用能的函数,所以我们 在恒定温度下,就可以用平衡压力对单位重量吸附剂的吸附量作图。这种在恒定温度下,吸附量对压力变化的曲线就是特定气-固界面的吸附等温线。