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气体吸附法进行比表面积及孔径分析仪分析进展

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浏览:次 2017-05-22 10:40:00

气体吸附法进行比表面积及孔径分析仪分析进展 气体吸附法进行比表面积及孔径分析仪分析进展 气体吸附法是取得多孔材料全面表征的极好方法,它可以反应比表面、孔径散布等方面的信息。但是,这需要对吸附进程有1个详细的了解,包括多孔材料对流体的吸附和相变化及其对吸附等温线的影响,这是表面分析和孔分析的基础。 孔宽,孔形及有效的吸附能与孔填充进程有关。如果是所谓微孔(依照IUPAC 分类, 孔宽<2 nm)孔填充是1个连续的进程;而如果是介孔(中孔,孔宽在2nm⑸0nm 之间),孔填充则是气体在孔内的凝聚进程,它表现为1级气-液相转移。 前面大家已先容了介孔分析的毛细管凝聚理论(BJH)和微孔分析的模型(HK和SF),这些都属于宏观热力学分析方法,没法将微孔和介孔用同1种方法统1起来。所谓经典的宏观的热力学概念是基于1定的孔填充机理的假定。以Kelvin 方程为基础的方法(如BJH 法)是与孔内毛细管凝聚现象

气体吸附法是取得多孔材料全面表征的极好方法,它可以反应比表面、孔径散布等方面的信息。但是,这需要对吸附进程有1个详细的了解,包括多孔材料对婴儿车路况实验机流体的吸附和相变化及其对吸附等温线的影响,这是表面分析和孔分析的基础。

孔宽,孔形及有效的吸附能与孔填充进程有关。如果是所谓微孔(依照IUPAC 分类, 孔宽<2 nm)孔填充是1个连高低温轴承磨擦磨损实验机低气压实验机续的进程;而如果是介孔(中孔,孔宽在2nm⑸0nm 之间),孔填充则是气体在孔内的凝聚进程,它表现为1级气-液相转移。

前面大家已先容了介孔分析的毛细管凝聚理论(BJH)和微孔分析的模型(HK和SF),这些都属于宏观热力学分析方法,没法将微滑动角实验机孔和介孔用同1种方法统1起来。所谓经典的宏观的热力学概念是基于1定的孔填充机理的假定。以Kel机械式蠕变实验机vin 方程为基础的方法(如BJH 法)是与孔内毛细管凝聚现象相干的,所以它们可利用于介孔散布分析万能电子拉力实验机,但不适用于微孔填充的描写,乃至对较窄的介孔也不正确。其它的经典理论,即如杜平晋icp备实验机宁椅子扶手靠背综合实验机-兰德科维奇(DR)法,和半径验处理的方法(如HK 和SF 法)仅致力于描写微孔填充而不能利用于中孔分析,这样,1个材料若既含有微孔又高强螺栓拉扭实验机含有介孔,大家就最少必须要2个不同的方法从吸附/脱附等温线上取得孔径散布图。另外宏观的热力学方法的1n耐磨擦实验机准确性是有限的,由于它假定孔中的流体是具有类似热物理性质的自由流体。最近的理论和实验工作表明,受限流体的热力学性质与自由流体电子式疲劳实验机有相当大的差异,最少会产生临界点,冰点和3相点的位移。因而,更先进的孔径可燃5吨拉力实验机性实验机分析方法密度函数理论等被提线材弯折摇摆实验机出来了。非定域密度函数理论(NLDFT)和计算机摹拟方法(如份子动力卧式低温实验机学和Monte Carlo仿真)已发展成为描写为多孔材料所限制的非均匀流体的吸附和相行动的有效方法。这些方法能精确描写1些简单受限流体的结构,即如近固体表面的振荡密度散布,或描写受限于某些如狭缝孔、圆柱形和球形等简单几何形体的流体结构。
相对那些宏观研究方法,密度函数理论(DFT)和份子摹拟方法(MC,蒙特卡洛摹拟方法)是份子动力学方法。它们不但提供了吸附的微观模型而且更现实地反应了孔中流体的热力学性质。基于统计机理的那些理论反应了份子行动的宏观性质。因此,为了做到对吸附现象更客观的描写和对孔汽车转向柱改变实验机径分析更加全面、准确,必须在份子水平和宏观探究之间建立起1座桥梁,而非均1性流体的DFT 和MC 摹拟方法正是做到了这1点。这些方法斟酌并计算了吸附在表面的流体和在孔里的流体的平衡密度散布,从这里可以推导出模型体系的吸附/脱附等温线、吸附热、中子散射方式和转移特性。密度散布是timken实验机通过MC 摹拟和DFT 理论,计算了份子间流体-流体间和流体-固体间相互作用取得的。流体-流体相互作用的参数是通过再生他们的宏观整体性质测定的(如低温下氮和氩的性质)。固体-流体间相互作用的参数则是通过计算拟合在平滑表面上电线电缆火花实验机标准氮和氩的吸附等温线取得的。

DFT 法不能在固体-流体界面产生1个强的流体密度散布振动特性,这致使对吸/脱附等温线的不准确描写,特别是对狭窄微孔的孔径分析不准确。相反地,非定域DFT(NLDFT)和蒙特卡洛计算机摹拟技术更加准确地提供了在狭窄孔中的流体结构。图1 显示了这样特点的振荡的密度散布。该密度散布图指出,在1个楔形介孔(裂隙孔)**存着流体的气态和液态。共存气体(球形)和液体(方形)的密度是孔壁距离的函数,接近于孔壁的吸附层反应皮带拉力实验机为多层吸附,随着与孔壁距离的增加密度减少。图1 的密度散布图数控弹簧实验机清晰地指出孔凝聚本来就存在于孔的核心区,这致使在较大的介孔摩擦实验机(这里,孔宽为20 个份子直径)中生成仿佛无束缚的核心液体,就象在孔的核心区1样;而这中间是本质上无波动的密度散布走向。
DFT 法通过对孔中所有位置都计算平衡密度散布图,它是纽扣拉力实验机通过最小化自由能函数取得的。与活动相(也就是进行吸附实验的状态)平衡的孔体系有巨大的势能或自由能,该自由能构成了流体-流体之间、流体-孔壁之间相互作用的吸引或排挤的条件。该方法的难点在于建立流体-流体相互作用的正确描写。正由于如此,在过去的10年内,人们采取不同的DFT 研究方法。即所谓定域DFT(LDFT)和非定域DFT 法。

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