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1、氮气等温吸脱附氮气等温吸脱附实验原理以及应用实验原理以及应用 Wen ChaoWen Chao2011.9.29BET 单位重量催化剂的表面积，以单位重量催化剂的表面积，以m m2 2 g g-1 -1表示表示 固体表面是均匀的 吸附分子间无相互作用力 当p=pp=p0 0时吸附层厚度趋于无穷大时吸附层厚度趋于无穷大 吸附平衡时，每一层的蒸发速度等于其凝聚速度 V V是在压力为是在压力为p p时的平衡吸附量时的平衡吸附量 VmVm是单层覆盖时的吸附量是单层覆盖时的吸附量 c 20c 20，气体在固体表面的吸附热与冷凝热的，气体在固体表面的吸附热与冷凝热的差值较大，差值较大，说明气体与固体表面相
2、互作用强 c 1c 1，气体在固体表面的吸附热与冷凝热的，气体在固体表面的吸附热与冷凝热的差值较小，差值较小，说明气体与固体表面相互作用弱把边长为把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立方体的情况：的立方体逐渐分割成小立方体的情况：可见可见达到达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。用BET法测定固体比表面，最常用的吸附质是氮化点77.2K附近。低温可以避避免免化化学学吸吸附附的的发发生生。将相对压力控制在0.050.25之间，是因为当相对
3、压力低于0.05时，不易建立多层吸附平衡；高于0.25时，容易发生毛细管凝聚作用。 毛细凝聚现象毛细凝聚现象孔 = 毛细管；孔中的吸附 = 毛细凝聚 Kelvin公式：公式：ln (p/p0) = - (2 V cos )/rRT 表面张力，V 液体摩尔体积，r 半径， 接触角 接触角,0-90o, 浸润,凹月面状 接触角,90-180 o, 不浸润,凸月面状 吸附气体都能浸润吸附剂固体, 发生毛细凝聚 浸润, 接触角0-90o, cos 0, ln (p/p0) 0 ，p p 50(50nm); nm); 中孔中孔(2-50(2-50nm); nm); 微孔微孔(2(2nm)nm)孔分布曲线
4、：孔分布曲线：( (吸附总量吸附总量- -孔径孔径) ) 微分量微分量- -半径半径( (dV/dr-r)dV/dr-r)最可几孔径：比例最大的孔最可几孔径：比例最大的孔BJH模型（模型（Barrett-Joiner- Halenda）假定吸附假定吸附层厚度厚度t只与相只与相对压力有关而与孔半径无关力有关而与孔半径无关滞后现象滞后现象hysteresis:hysteresis:吸附曲线和脱附曲线不重合吸附曲线和脱附曲线不重合Two-Dimensional Hexagonally-Ordered Mesoporous Carbon Nitrides with Tunable Pore Diame
5、ter, Surface Area and NitrogenContentAdv. Funct. Mater. 2008, 18, 816827Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 816827Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 816827Circles:MCN-1-100, squares: MCN-1-130, and triangles: MCN-1-150J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353Probing Adsorption, Pore Condensation, and Hysteresis Behavior o
6、f Pure Fluids in Three-Dimensional Cubic Mesoporous KIT-6 Silica(a) Nitrogen sorption isotherms (at 77.4 K) in selected KIT-6 samples (aged at varying temperatures from 50 to 130 C). (b) NLDFT pore size distributions (calculated from the desorption branch) from nitrogen (77.4 K) and argon (87.3 K) f
7、or selected KIT-6 samples agedat various temperatures. The NLDFT pore sizes (equilibrium) are 5.5,7.3, 8.4, and 10.1 nm, for 50, 80, 100, and 130 C, respectively.J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353KIT-6-130J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353rise to type H2 hysteresis due to pore blocking/percolationindepend
8、ent pore modeldelayed condensationJ. Phys. Chem. C,201， 114, 9353J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353Comparative plot representing the pressures observed for capillary pore condensation (ads.) and evaporation (des.) in the cases of hexagonal mesoporous silica (MCM-41, SBA-15) materials and the respective
9、 3-D cubic mesoporous silica (MCM-48, KIT-6) materials, as a function of mesopore size. The three different hysteresis regime regions are indicated.J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353Simplified schemes representing pore condensation and hysteresis (type H1) behavior in sin
10、gle pore systems and ordered pore networks: (a) true independent cylindrical pore system (e.g., MCM- 41-type); (b) interconnected cylindrical channels, with bridges of too small sizes to influence hysteresis behavior (standard SBA-15 conditions, e.g., aging temperature 100 C, according to ref 3); and fully interconnected 3-D network of channels (MCM-48/KIT-6-type and 3-D-like SBA-15).Thank you!
