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吸脱附曲线分类(1)

发布时间:2022-03-06      点击次数:418

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物理吸附呈现的数据结果,是我们在软件看到的吸脱附等温线。在文献或资料中,我们经常会看到不同的曲线类型。本文主要对不同的曲线类型进行梳理,并介绍如何针对自己做的数据曲线进行分类描述。

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1985年,IUPAC建议物理吸附等温线分为六种类型。经过30年的发展,各种新的特征类型等温线已经出现,并证明了与其密切相关的特定孔结构。2015年,IUPAC更新了原有的分类,主要对I类、IV类吸附等温线增加了亚分类。两版曲线物理吸附等温线分类如下:

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I 型等温线在较低的相对压力下吸附量迅速上升,达到一定相对压力后吸附出现饱和值,类似于 Langmuir 型吸附等温线。在P/P0非常低时吸附量急剧上升这是因为在狭窄的微孔(分子尺寸的微孔)中,吸附剂-吸附质的相互作用增强,从而导致在极低相对压力下的微孔填充。但当达到饱和压力时(P/P0>0.99),可能会出现吸附质凝聚,导致曲线上扬。

  微孔材料表现为I类吸附等温线。对于在77K的氮气和87K的氩气吸附而言,I(a):是只具有狭窄微孔材料的吸附等温线,一般孔宽小于1nm。I(b):微孔的孔径分布范围比较宽,可能还具有较窄介孔。这类材料的一般孔宽小于2.5nm。具有相对较小外表面的微孔固体(例如,某些活性炭,沸石分子筛和某些多孔氧化物)具有可逆的I型等温线。

 

II 类等温线

 

无孔或大孔材料产生的气体吸附等温线呈现可逆的II 类等温线。其线形反映了不受限制的单层-多层吸附。如果膝形部分的曲线是尖锐的,应该能看到拐点B,它是中间几乎线性部分的起点—该点通常对应于单层吸附完成并结束;如果这部分曲线是更渐进的弯曲(即缺少鲜明的拐点B),表明单分子层的覆盖量和多层吸附的起始量叠加。这是 BET 公式常说明的对象。由于吸附质于表面存在较强的相互作用,在较低的相对压力下吸附量迅速上升,曲线上凸。等温线拐点通常出现于单层吸附附近,随相对压力的继续增加,多层吸附逐步形成,达到饱和蒸汽压时,吸附层无穷多,吸附还没有达到饱和,多层吸附的厚度似乎可以无限制地增加。

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