樣品的微孔體積應(yīng)該如何計(jì)算?
如果物理吸附等溫線是 I 型,有一個(gè)幾乎水平的高臺(tái),那么其極限吸附量就是微孔體積的一個(gè)簡(jiǎn)單量度。然而,實(shí)際上吸附等溫線的高臺(tái)很少是水平的,因?yàn)榇蠖鄶?shù)微孔吸附劑有明顯的外表面區(qū)域,許多吸附劑還含有介孔。
對(duì)于微孔固體的物理吸附等溫線分析,有許多不同的方法。它們可分為舊有的宏觀熱力學(xué)方法和現(xiàn)代的基于統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法(分子模擬或密度泛函理論) 。
對(duì)于常規(guī)分析,微孔體積通常用宏觀的熱力學(xué)方法,通過(guò)等溫線與類(lèi)似化學(xué)成分的非孔參考材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性的比較進(jìn)行估算。
1) t-方法:即非孔固體上的氮?dú)馕搅侩S吸附層統(tǒng)計(jì)厚度 t 的變化曲線。該方法需要 BET 的結(jié)果參與計(jì)算。t-方法應(yīng)用的前提條件是:
(i) 在介孔范圍內(nèi),樣品具有光潔表面;
(ii) 微孔填充和毛細(xì)管凝聚發(fā)生的相對(duì)壓力范圍不重疊。
這個(gè)方法是將實(shí)驗(yàn)等溫線與該類(lèi)固體材料的無(wú)孔等溫線進(jìn)行參比,得到 t-曲線。參比等溫線是通過(guò)由數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算得到的,其中吸附劑要具有與測(cè)試樣品類(lèi)似的化學(xué)性質(zhì),因此,對(duì)于不同的樣品應(yīng)選擇相應(yīng)的非孔參比曲線,即不同的模型。例如,對(duì)于高硅沸石,應(yīng)使用非孔氧化硅的參比曲線。
2) α S -法:是優(yōu)選方法,因?yàn)樗恍枰?BET 值,也不需要單層容量的評(píng)價(jià),比 t-方法更具有適應(yīng) 性。理論上,它適用于任何吸附氣體,通過(guò)α S 作圖直線段的回推獲得微孔體積;還可以利用在極低相對(duì)壓力下的高分辨率標(biāo)準(zhǔn)等溫線數(shù)據(jù),細(xì)化α S 的分析.
3) DR 法:對(duì)于微孔體積的評(píng)價(jià)另一種流行的方法是基于杜比寧的孔體積填充理論。
必須記住的是,這些傳統(tǒng)方法忽略了分子堆積上的微孔孔寬和孔型的影響,而這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)在基于分子模擬(MC)和密度泛函理論(DFT)的現(xiàn)代方法中得到解決。
原創(chuàng)作者:貝士德儀器科技(北京)有限公司