有关吸附等温线中的滞后环

1、定么/span>

吸附滞后现象是指气体在多孔性固体上皃/span>吸附等温纾/span>吸附分支与脱附分支分离的现象。吸附分支与脱附分支形成的闭合曲线称为吸附滞后环(或圈)、/span>脱附线总是在吸附线的左上方,即在相同的相对压力时脱附分支的吸附量大于吸附分支的吸附野/span>。吸附滞后现象可用毛细凝结理论解释、/span>

2、产生的原因

因为脱附曲线是剩余吸附量对压力的曲线,如果脱附是完全的,那么吸脱附曲线完全重合,当脱附不完全,也就是剩余的吸附量大于相同压力时的吸附量时,脱附曲线就会滞后于吸附曲线。一般当相对压力下降臲/span>0.4以下时,滞后现象消失,吸脱附曲线又重合到一起,因此形成所谓滞后环。滞后环产生的原因归结为孔的作用,如果吸附剂被吸附到孔中去时,阻力比较小,吸附容易进行,当压力下降时,脱附出来阻力较大,则脱附不完全,要到更低的压力下才能脱附出来,这就产生滞后环,滞后环的形状与孔的结构有关。常见多孔材料中细孔分类见下图:

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3?种滞后环

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滞后环的特征对应于特定的孔结构信息、/span>H1和H2型滞后环吸附等温线上有饱和吸附平台,反映孔径分布较均匀+/span>H3和H4型滞后环等温线没有明显的饱和吸附平台,表明孔结构很不规整。、/span>

3.1H1型反映的是两端开口的管径分布均匀的圆筒状孔,可在孔径分布相对较窄的介孔材料,和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到,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 型滞后环。通常在这种情况下,其最明显标志就是滞后环的陡峭狭窄,这是吸附分支延迟凝聚的结果。但是,H1型滞后环也会出现在墨水瓶孔的网孔结构中,其中“孔颈”的尺寸分布宽度类似于孔?空腔的尺寸分布的宽度(例如,3DOM 碳材料)、/span>

3.2H2型反映的孔结构复杂,其中孔径分布和孔形状可能不好确定,孔径分布比H1型更宽。H2a是孔“颈”相对较窄的墨水瓶形介孔材料+/span>脱附支很陡峭,主要是由于窄孔颈处的孔堵塞/渖/span>逎/span>或者空穴效库/span>'/span>像蜂窝一样的中空物体所产生的不可检测到的一种效应叫空穴效应(/span>引发的挥发,H2a型滞后环常见于硅凝胶、多孔玻璃(例如,耐热耐蚀玻璃)以及一些有序介孔材料(妁/span>SBA-16 和KIT-5 二氧化硅(/span>、/span>H2b型相对于H2a型来说,孔颈宽度的尺寸分布要宽得多,是孔“颈”相对较宽的墨水瓶形介孔材料+/span>常见于介孔泡沫硅'/span>MCFs)和一些经过水热处理后的有序介孔硅材料(比如FDU-12等)、/span>

3.3H3型反映的孔包括平板狭缝结构、裂缝和楔形结构筈/span>,有两个不同的特征:'/span>i)吸附分支类似于II型等温吸附线;(ii)脱附分支的下限通常位于气穴引起的P/P0压力点、/span>H3 垊/span>滞后环是片状颗粒的非刚性聚集体的典型特?/span>,如粘土,或由裂隙孔材料给出+/span>这些孔网都是由大孔组成,并且它们没有被孔凝聚物完全填充,在较高相对压力区域没有表现出吸附饱和、/span>

3.4H4型滞后环吸附分支?/span>I型和II型吸附等温线的复吇/span>,在P/P0的低端有非常明显的吸附量,与微孔填充有关、/span>H4型出现在微孔咋/span>介孔混合的吸附剂上,和含有狭窄的裂隙孔的固体中,通常发现于沸石分子筛的聚集晶体、一些介孔沸石分子筛和微介孔碳材料,是活性炭类型含有狭窄裂隙孔的固体的典型曲线、/span>

3.5H5型滞后环较为少见+/span>但它有与一定孔隙结构相关的明确形式,即同时具有开放和阻塞的两种介孔结构(例如,插入六边形模板的二氧化硅)、/span>

通常,对于特定的吸附气体和吸附温度,H3,H4和H5滞后环的脱附分支在一个非常窄的P/P0 范围内急剧下降。例如,在液氮下的氮吸附中,这个范围是P/P0=0.4~0.5。这是H3,H4 和H5滞后环的共同特征、/span>


国仪精测 2022-05-12 | 阅读?1076

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