固體催化劑內(nèi)部對于催化反應(yīng)有意義的是那些反應(yīng)物、產(chǎn)物分子可以進(jìn)出的開孔,這些孔即使不是房間制造的,也是精心選擇的。孔結(jié)構(gòu)和孔徑分布對催化劑的活性和選擇性都有很大的影響。很多情況下,固體催化劑表現(xiàn)出的活性和選擇性并不反映其本征特性,而是由于其孔結(jié)構(gòu)有關(guān)的擴(kuò)散控制所決定的。因此,對催化劑的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和測定也是催化劑研究中必不可少的內(nèi)容。
孔結(jié)構(gòu)的測定一般有氣體吸附法和壓汞法等,氣體的物理吸附應(yīng)用于直徑小于50nm的孔,而壓汞法可應(yīng)用于直徑大于3.5nm的孔系統(tǒng)。對于分子不能進(jìn)入的封閉孔可用小角X射線散射或小角中子散射等方法測定。
氮氣可以被吸附進(jìn)入孔中,吸附規(guī)律發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)獨庀鄬毫Υ笥?.4時,吸入孔中的氮氣產(chǎn)生凝聚成為液氮,吸附量大大增加,尺寸小的孔,在較低的壓力下即可產(chǎn)生毛細(xì)凝聚現(xiàn)象,尺寸大的孔則需在較高的壓力下被液氮填充,產(chǎn)生毛細(xì)凝聚的壓力與孔徑符合凱爾文方程,按孔徑大小把孔分為若干級,測出等溫吸附曲線,每個壓力變化時的吸附增量,可計算出對應(yīng)尺寸孔的體積,即以孔中充滿的液氮量等效為孔的體積,由此計算出孔體積隨孔徑的變化,即孔徑分布。
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