氮氣吸附脫附曲線

1、1. I 類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為I 類吸附等溫線？ I型等溫線彎向P/P0軸，其后的曲線呈水平或近水平狀，吸附量接近一個極限值，是典型的Langmuir等溫線。吸附量趨于飽和是由于受到吸附氣體能進入的微孔體積的制約，而不是由于內(nèi)部表面積。在P/P0非常低時吸附量急劇上升，這是因為在狹窄的微孔（分子尺寸的微孔）中，吸附劑-吸附物質(zhì)的相互作用增強，從而導(dǎo)致在極低相對壓力下的微孔填充。但當達到飽和壓力時（P/P0>0.99），可能會出現(xiàn)吸附質(zhì)凝聚，導(dǎo)致曲線上揚。 微孔材料表現(xiàn)為I類吸附等溫線。對于在77K的氮氣和87K的氬氣吸附而言，I(a): 是只具有狹窄微孔材料的吸附

2、等溫線，一般孔寬小于1nm。I(b): 微孔的孔徑分布范圍比較寬，可能還具有較窄介孔。這類材料的一般孔寬小于2.5nm。具有相對較小外表面的微孔固體（例如，某些活性炭，沸石分子篩和某些多孔氧化物）具有可逆的I型等溫線。其特點是吸附很快達到飽和。2. II 類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為II 類吸附等溫線？ 無孔或大孔材料產(chǎn)生的氣體吸附等溫線呈現(xiàn)可逆的II 類等溫線。其線形反映了不受限制的單層-多層吸附。如果膝形部分的曲線是尖銳的，應(yīng)該能看到拐點B，它是中間幾乎線性部分的起點該點通常對應(yīng)于單層吸附完成并結(jié)束；如果這部分曲線是更漸進的彎曲（即缺少鮮明的拐點B），表明單分子層的覆蓋量和

3、多層吸附的起始量疊加。當P/P0=1 時，還沒有形成平臺，吸附還沒有達到飽和，多層吸附的厚度似乎可以無限制地增加。3. III 類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為III 類吸附等溫線？ III型等溫線也屬于無孔或大孔固體材料。它不存在B點，因此沒有可識別的單分子層形成；吸附材料-吸附氣體之間的相互作用相對薄弱，吸附分子在表面上在最有引力的部位周邊聚集。對比II型等溫線，在飽和壓力點（即，在P/P0=1處）的吸附量有限。4. IV 類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為IV 類吸附等溫線？ IV型等溫線是來自介孔類吸附劑材料（例如，許多氧化物膠體，工業(yè)吸附劑和介孔分子篩）。介孔的

4、吸附特性是由吸附劑-吸附物質(zhì)的相互作用，以及在凝聚狀態(tài)下分子之間的相互作用決定的。在介孔中，介孔壁上最初發(fā)生的單層-多層吸附與II型等溫線的相應(yīng)部分路徑相同，但是隨后在孔道中發(fā)生了凝聚?？啄凼沁@樣一種現(xiàn)象：一種氣體在壓力P小于其液體的飽和壓力P0時，在一個孔道中冷凝成類似液相。一個典型的IV型等溫線特征是形成最終吸附飽和的平臺，但其平臺長度是可長可短（有時短到只有拐點）。IVa型等溫線的特點是在毛細管凝聚后伴隨回滯環(huán)。當孔寬超過一定的臨界寬度，開始發(fā)生回滯?？讓捜Q于吸附系統(tǒng)和溫度，例如，在筒形孔中的氮氣/77K和氬氣/87K吸附，臨界孔寬大于4nm。具有較小寬度的介孔吸附材料符合IVb型等

5、溫線，脫附曲線完全可逆。原則上，在錐形端封閉的圓錐孔和圓柱孔（盲孔）也具有IVb型等溫線。5. V類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為V類吸附等溫線？ 在P/P0較低時，V型等溫線形狀與III型非常相似，這是由于吸附材料-吸附氣體之間的相互作用相對較弱。在更高的相對壓力下，存在一個拐點，這表明成簇的分子填充了孔道。例如，具有疏水表面的微/介孔材料的水吸附行為呈V型等溫線。6.VI 類吸附等溫線都有哪些特點？哪種多孔材料表現(xiàn)為VI 類吸附等溫線？VI型等溫線以其臺階狀的可逆吸附過程而著稱。這些臺階來自在高度均勻的無孔表面的依次多層吸附，即材料的一層吸附結(jié)束后再吸附下一層。臺階高度表示各吸

6、附層的容量，而臺階的銳度取決于系統(tǒng)和溫度。在液氮溫度下的氮氣吸附，無法獲得這種等溫線的完整形式。VI型等溫線中最好的例子是石墨化炭黑在低溫下的氬吸附或氪吸附。1.H1型回滯環(huán)所顯示的孔結(jié)構(gòu)信息孔徑分布較窄的圓柱形均勻介孔材料具有H1 型回滯環(huán)，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 型回滯環(huán)。通常在這種情況下，由于孔網(wǎng)效應(yīng)最小，其最明顯標志就是回滯環(huán)的陡峭狹窄，這是吸附分支延遲凝聚的結(jié)果。但是，H1 型回滯環(huán)也會出現(xiàn)在墨水瓶孔的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)中，其中“孔頸”的尺寸分布寬度類似于孔道/空腔的尺寸分布的寬度（例如，3DOM 碳

7、材料）2. H2型回滯環(huán)所表示的孔結(jié)構(gòu)信息 H2 型回滯環(huán)是由更復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，網(wǎng)孔效應(yīng)在這里起了重要作用。 其中，H2(a)是孔“頸”相對較窄的墨水瓶形介孔材料。 H2(a)型回滯環(huán)的特征是具有非常陡峭的脫附分支，這是由于孔頸在一個狹窄的范圍內(nèi)發(fā)生氣穴控制的蒸發(fā)，也許還存在著孔道阻塞或滲流。許多硅膠，一些多孔玻璃（例如，耐熱耐蝕玻璃）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)型回滯環(huán)。H2(b)是孔“頸”相對較寬的墨水瓶形介孔材料。 H2(b)型回滯環(huán)也與孔道堵塞相關(guān)，但孔頸寬度的尺寸分布比H2(a)型大得多。在介孔硅石泡沫材料和某些水熱處理后的有序

8、介孔二氧化硅中，可以看到這種類型的回滯環(huán)實例。3. H3型回滯環(huán)能帶給我們的孔結(jié)構(gòu)信息H3 見于層狀結(jié)構(gòu)的聚集體，產(chǎn)生狹縫的介孔或大孔材料。H3型的回滯環(huán)有兩個不同的特征：（i）吸附分支類似于II型等溫吸附線；（ii）脫附分支的下限通常位于氣穴引起的P/P0壓力點。這種類型的回滯環(huán)是片狀顆粒的非剛性聚集體的典型特征（如某些粘土）。另外，這些孔網(wǎng)都是由大孔組成，并且它們沒有被孔凝聚物完全填充。4. H4型回滯環(huán)都告訴我們哪些孔結(jié)構(gòu)信息？ H4 型回滯環(huán)與H3 型的回滯環(huán)有些類似，但吸附分支是由I 型和II 型等溫線復(fù)合組成，在P/P0的低端有非常明顯的吸附量，與微孔填充有關(guān)。H4 型的回滯環(huán)通常發(fā)現(xiàn)于沸石分子篩的聚集晶體、一些介孔沸石分子篩和微-介孔碳材料，是活性炭類型含有狹窄裂隙孔的固體的典型曲線。5. H5型回滯環(huán)的孔結(jié)構(gòu)信息H5：很少見，發(fā)現(xiàn)于部分孔道被堵塞的介孔材料。雖然H5 型回滯環(huán)很少見，但它有與一定孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)的明確形式，即同時具有開放和阻塞的兩種