物理吸附科普百问(应用篇61-65问)

2023-04-17 23:55:18, 杨正红 理化联科(北京)仪器科技有限公司





Chapter 03 应用篇





61

H1型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息?




     孔径分布较窄的圆柱形均匀介孔材料具有H1型回滞环,例如,在模板化二氧化硅(MCM-41,MCM-48,SBA-15)、可控孔的玻璃和具有有序介孔的碳材料中都能看到H1型回滞环。通常在这种情况下,由于孔网效应最小,其最明显标志就是回滞环的陡峭狭窄,这是吸附分支延迟凝聚的结果。但是,H1型回滞环也会出现在墨水瓶孔的网孔结构中,其中“孔颈”的尺寸分布宽度类似于孔道/空腔的尺寸分布的宽度(例如,3DOM碳材料)。


62

H2型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息?




    H2型回滞环是由更复杂的孔隙结构产生的,网孔效应在这里起了重要作用。

   (1)H2(a)是孔"颈”相对较窄的墨水瓶形介孔材料。

     H2(a)型回滞环的特征是具有非常陡峭的脱附分支,这是由于孔颈在一个狭窄的范围内发生气穴控制的蒸发,也许还存在着孔道阻塞或渗流。许多硅胶,一些多孔玻璃(例如,耐热耐蚀玻璃)以及一些有序介孔材料(如SBA-16和KIT-5二氧化硅)都具有H2(a)型回滞环。

   (2)H2(b)是孔“颈”相对较宽的墨水瓶形介孔材料。 

     H2(b)型回滞环也与孔道堵塞相关,但孔颈宽度的尺寸分布比H2(a)型大得多。在介孔硅石泡沫材料和某些水热处理后的有序介孔二氧化硅中,可以看到这种类型的回滞环实例。


63

H3型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息?




     H3见于层状结构的聚集体,产生狭缝的介孔或大孔材料。 

     H3型的回滞环有两个不同的特征:① 吸附分支类似于II型等温吸附线;② 脱附分支的下限通常位于气穴引起的 p/p压力点。这种类型的回滞环是片状颗粒的非刚性聚集体的典型特征(如某些粘土)。另外,这些孔网都是由大孔组成,并且它们没有被孔凝聚物完全填充。


64

H4型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息?




     H4型回滞环与H3型的回滞环有些类似,但吸附分支是由I型和II型等温线复合组成,在 p/p的低端有非常明显的吸附量,与微孔填充有关。H4型的回滞环通常发现于沸石分子筛的聚集晶体、一些介孔沸石分子筛和微-介孔碳材料,是活性炭类型含有狭窄裂隙孔的固体的典型曲线。


65

H5型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息?




    H5型很少见,发现于部分孔道被堵塞的介孔材料。

    虽然H5型回滞环很少见,但它有与一定孔隙结构相关的明确形式,即同时具有开放和阻塞的两种介孔结构(例如,插入六边形模板的二氧化硅)。

     通常,对于特定的吸附气体和吸附温度, H3,H4和H5回滞环的脱附分支在一个非常窄的 p/p0 范围内急剧下降(图3-8)。例如,在液氮下的氮吸附中,这个范围是 p/p=0.4~0.5。这是H3,H4和H5回滞环的共同特征。

图3-8 H5型回滞环





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