孔徑(jing)分(fen)布(bu)的(de)測量(liang)方法(fa)有哪些(xie)?
點擊次(ci)數(shu):3821 更新時(shi)間:2021-04-27
孔徑(jing)分(fen)布(bu)(poresizedistribution)是(shi)指(zhi)材料(liao)中存(cun)在(zai)的各(ge)級孔徑(jing)按(an)數(shu)量(liang)或體(ti)積計算的(de)百(bai)分(fen)率。壹(yi)般測(ce)試(shi)樣(yang)品(pin)的孔徑(jing)分(fen)布(bu),所(suo)使用的(de)方(fang)法就(jiu)是(shi)靜(jing)態(tai)容量(liang)法和壓(ya)汞(gong)法(fa)。其原(yuan)理(li)是通過(guo)測試(shi)的分(fen)壓(ya)和對(dui)應(ying)的(de)各(ge)級孔的(de)吸(xi)附(fu)量(liang),來表征(zheng)材料(liao)孔徑(jing)的(de)分(fen)布(bu)。
許(xu)多(duo)超細粉(fen)體材料(liao)的表面(mian)是(shi)不光(guang)滑(hua)的(de),甚(shen)至專(zhuan)門設(she)計成多(duo)孔的(de),而且孔的(de)尺寸(cun)大小、形(xing)狀、數(shu)量(liang)與它(ta)的某(mou)些性質(zhi)有密切的關系(xi),例(li)如(ru)催化劑(ji)與(yu)吸(xi)附(fu)劑(ji)。因(yin)此,測定粉(fen)體材料(liao)表面(mian)的(de)孔容、孔徑(jing)分(fen)布(bu)具(ju)有重要(yao)的意義(yi),所(suo)謂孔容、孔徑(jing)分(fen)布(bu)是(shi)指(zhi)不同孔徑(jing)的(de)孔容積(ji)隨孔徑(jing)尺寸(cun)的(de)變(bian)化率。國(guo)際(ji)上,壹(yi)般把(ba)這(zhe)些(xie)孔按(an)尺寸(cun)大小分(fen)為三(san)類:孔徑(jing)≤2nm為微(wei)孔,孔徑(jing)在(zai)2-50nm範圍為介(jie)孔,孔徑(jing)≥50nm為大孔。
用(yong)氮吸附(fu)法(fa)測定中微(wei)孔孔徑(jing)分(fen)布(bu)是(shi)比較(jiao)成熟(shu)而廣(guang)泛(fan)采(cai)用的方(fang)法,它(ta)是用氮吸附(fu)法(fa)測定BET比表面(mian)積(ji)的壹(yi)種(zhong)延(yan)伸,都是利(li)用氮氣(qi)的等(deng)溫吸附(fu)特(te)性曲(qu)線(xian):在(zai)液氮溫度(du)下(xia),氮氣(qi)在(zai)固體表面(mian)的(de)吸附(fu)量(liang)取(qu)決(jue)於(yu)氮氣(qi)的相對(dui)壓(ya)力(P/P0),P為氮氣(qi)分(fen)壓(ya),P0為液(ye)氮溫度(du)下(xia)氮氣(qi)的飽(bao)和蒸(zheng)汽壓;當P/P0在(zai)0.05-0.35範圍內(nei)時(shi),樣(yang)品(pin)吸附(fu)特(te)性符(fu)合(he)BET方(fang)程;當P/P0≥0.4時(shi),由(you)於產生(sheng)毛(mao)細凝聚(ju)現(xian)象(xiang),即氮氣(qi)開始在(zai)顆粒孔隙(xi)中(zhong)發(fa)生(sheng)凝聚(ju),通過(guo)實(shi)驗(yan)和理(li)論分(fen)析(xi),可以(yi)測定孔容、孔徑(jing)分(fen)布(bu)。
利(li)用氮吸附(fu)法(fa)測定孔徑(jing)分(fen)布(bu),采(cai)用的是(shi)體(ti)積等(deng)效代(dai)換(huan)的(de)原(yuan)理(li),即以(yi)孔中(zhong)充(chong)滿(man)的(de)液氮量(liang)等(deng)效為孔的(de)體(ti)積。由(you)毛(mao)細凝聚(ju)現(xian)象(xiang)可知(zhi),在(zai)不同的P/P0下(xia),能夠(gou)發(fa)生(sheng)毛(mao)細凝聚(ju)現(xian)象(xiang)的孔徑(jing)範圍是(shi)不(bu)壹(yi)樣(yang)的。當P/P0值(zhi)增(zeng)大時,能發(fa)生(sheng)凝聚(ju)現(xian)象(xiang)的孔半(ban)徑(jing)也隨(sui)之越(yue)大,對(dui)應(ying)於(yu)壹(yi)定的P/P0值(zhi),存(cun)在(zai)壹(yi)臨界(jie)孔半(ban)徑(jing)rk,半徑(jing)小於rk的所(suo)有孔皆(jie)發(fa)生(sheng)毛(mao)細凝聚(ju),液(ye)氮在(zai)其中(zhong)填充(chong),大於rk的(de)孔皆(jie)不(bu)會發(fa)生(sheng)毛(mao)細凝聚(ju),液(ye)氮不會在(zai)其中(zhong)填充(chong)。臨界(jie)半徑(jing)可由(you)凱爾文(wen)方(fang)程給(gei)出(chu)了:
rk稱為凱(kai)爾文(wen)半(ban)徑(jing),它(ta)*取(qu)決(jue)於(yu)相對(dui)壓(ya)力P/P0,即在(zai)某(mou)壹(yi)P/P0下(xia),開始產(chan)生(sheng)凝聚(ju)現(xian)象(xiang)的孔半(ban)徑(jing)為壹(yi)確定值,同時可以(yi)理解(jie)為當壓(ya)力(li)低(di)於(yu)這(zhe)壹(yi)值時(shi),半徑大於rk的(de)孔中(zhong)的(de)凝聚(ju)液(ye)將(jiang)氣(qi)化並脫(tuo)附(fu)出(chu)來。實(shi)際(ji)過程中(zhong),凝聚(ju)發(fa)生(sheng)前(qian)在(zai)孔內(nei)表面(mian)已(yi)吸附(fu)上(shang)壹(yi)定厚度(du)的(de)氮吸附(fu)層(ceng),該(gai)層(ceng)厚也隨(sui)P/P0值(zhi)而變(bian)化,因此在(zai)計算孔徑(jing)分(fen)布(bu)時(shi)需進行(xing)適當的(de)修(xiu)正(zheng)。
分(fen)析(xi)孔徑(jing)的(de)分(fen)布(bu),壹(yi)般是(shi)分(fen)開來分(fen)析(xi),也就(jiu)是(shi),各(ge)個(ge)階(jie)段(duan)的孔的(de)分(fen)析(xi)模(mo)型(xing)不壹(yi)樣(yang),微孔壹(yi)般是(shi)HK,SF,T-plot.介(jie)孔的(de)壹(yi)般是(shi)BJH。大孔的(de)壹(yi)般是(shi)通過(guo)壓汞(gong)法(fa)來測(ce)試(shi)。如果(guo)要(yao)想分(fen)析(xi)全孔的(de)孔徑(jing)分(fen)布(bu)。可以(yi)利用(yong)NLDFT模(mo)型(xing)來分(fen)析(xi)。