BET比表面积和孔径解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,比外表积和孔径计算,BET BJH,吸附现象:,吸附作用指的是一种物质的原子或分子附着在另一种物质外表上的过程-物质在界面上变浓的过程。界面上的分子与相里面的分子所受的作用力不同而引起的。,*气固接触面来说，由于固体外表分子受力不均衡，就产生一个剩余力场，这样就对气体分子产生吸附作用。,*吸附的分子仍是在不断运动的例如振动。,*气体分子能抑制固体外表的引力，会离开外表造成脱附。,*吸附与脱附之间可以建立动态平衡.,吸附剂:具有吸附力气的固体物质.,吸附质:被吸附剂所吸附的物质,(如氮气).,通常承受氮气,氩气或氧气为吸附质进展多孔物的比,外表,孔体积,孔径的大小和分布的测定.也可通过完,整的吸附脱附曲线计算出介孔局部和微孔局部的体,积和外表积等.,吸附平衡等温线:以压力为横坐标,恒温条件下吸附质在,吸附剂上的吸附量为纵坐标的曲线.,通常用比压(相对压力)p/p0表示压力,p,为气体的真实压力,p0为气体在测量温度,下的饱和蒸汽压.,Brunauer,分类的五种等温线类型,、,、,型曲线是凸形,、,型是凹形,型等温线相当于朗格谬尔单层可逆吸附过程。,型等温线相当于发生在非孔或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程，位于p/p0的B点，是等温线的第一个陡峭部，它表示单分子层饱和吸附量。,型等温线不消逝B点，表示吸附剂与吸附质之间的作用很弱.,相对压力,p/p,0,吸附量,型等温线是一种特殊类型的等温线，反响的是固体均匀外表上谐式多层吸附的结果。有毛细分散现象发生,型等温线很少遇到，而且难以解释，虽然反映了吸附质与吸附剂之间作用微弱的型等温线特点，但在高压区又表现出有孔充填毛细分散现象。,型、型曲线则有吸附滞后环的可能缘由,吸附时有孔壁的多分子层吸附和在孔中分散两种因素产生，而脱附仅由毛细管分散所引起。,这就是说，吸附时首先发生多分子层吸附，只有当孔壁上的吸附层到达足够厚度时才能发生分散现象；而在与吸附一样的p/p0比压下脱附时，仅发生在毛细管中的液面上的蒸汽，却不能使p/p0下吸附的分子脱附，要使其脱附，就需要更小的p/p0，故消逝脱附的滞后现象，实际就是一样p/p0下吸附的不行逆性造成的。,多分子层吸附等温方程,BET,吸附等温式,单分子层吸附等温方程无法描述除型等温线以外的其他等温线。为了解决这个困难，布朗诺尔Brunauer、埃米特Emmett和泰勒Teller提出了多分子层吸附模型，并且建立了相应的吸附等温方程，通常称为BET等温方程。,BET模型假定：,吸附外表在能量上是均匀的，即各吸附位具有一样的能量；,被吸附分子间的作用力可略去不计；,固体吸附剂对吸附质气体的吸附可以是多层的，第一层未饱和吸附时就可由其次层、第三层等开头吸附，因此各吸附层之间存在着动态平衡；,自其次层开头至第n层n，各层的吸附热都等于吸附质的液化热。,多分子层吸附等温方程,BET,吸附等温式,依据朗格谬尔吸附等温方程的推导方法同样可得到BET吸附等温方程：,1-12,式中 p0吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压；,vm单分子层饱和吸附量；,CBET方程C常数，其值为exp(E1-E2)/RT,E1为第一吸附层的吸附热。,由式1-12可见，当物理吸附的试验数据按 p/v(p0-p)与p/p0 作图时应得到一条直线。直线的斜率m=(C-1)/(vmC),在纵轴上的截距为b=1/(vmC)，所以,(1-13),(1-14),依据直线的斜率和截距,可求出形成单分子层的吸附量Vm=1/(斜率+截距)和常数C=斜率/截距+1.,以P/V(P0-P)对P/P0作图,得始终线,5,BET吸附等温方程1-12单层饱和吸附量vm：,(1-13),设每一个吸附分子的平均截面积为Am(nm2)，此Am就是该吸附分子在吸附剂外表上占据的外表积：,(1-14),式中 NA阿伏伽德罗常数6.02x1023。,*埃米特和布郎诺尔曾经提出77K-195时液态六方密积存的氮分子横截面积取0.162nm2，将它代入式1-14后，简化得到BET氮吸附法比外表积的常见公式：,(1-15),*试验结果说明，多数催化剂的吸附试验数据按BET作图时的直线范围一般是在p/p0之间。,*C常数与吸附质和外表之间作用力场的强弱有关。给定不同的C值，并以v/vm对p/p0作图，就得到以以以下图的一组曲线。,常数c作参数，以吸附重量或吸附体积W/Wm或V/Vm对x=P/P0作图。,a)c2，II型吸附等温线;,b)c2，III型吸附等温线,BET公式适用比压范围:,0.05x0.35,6,