氮气吸脱附实验概况

氮气吸附脱附测量比表面积.

Page12测试方法类在相同的吸附和脱附条件下，被测样品和标准样品的比表面积正比于其峰面积大小。计算公式如下：
Sx：被测样品比表面积 S0：标准样品比表面积， Ax：被测样品脱附峰面积 A0：标准样品脱附峰面积 Wx：被测样品质量 W0：标准样品质量
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测试方法分类
优点：无需实际标定吸附氮气量体积和进行复杂的理论计算即可求得比表面积；测试操作简单，测试速度快，效率高缺点：当标样和被测样品的表面吸附特性相差很大时，如吸附层数不同，测试结果误差会较大。直接对比法仅适用于与标准样品吸附特性相接近的样品测量，由于BET法具有更可靠的理论依据，目前国内外更普遍认可BET法比表面积测定。
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测试方法分类
比表面积测试方法有两种分类标准
1.一是根据测定样品吸附气体量多少方法的不同，可分为：连续流动法、容量法及重量法，重量法现在基本上很少采用； 2.再者是根据计算比表面积理论方法不同可分为：直接对比法比表面积分析测定、Langmuir法比表面积分析测定和BET法比表面积分析测定等。同时这两种分类标准又有着一定的联系，直接对比法只能采用连续流动法来测定吸附气体量的多少，而BET法既可以采用连续流动法，也可以采用容量法来测定吸附气体量。
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测试方法分类
吸附峰或脱附峰的面积大小正比于样品表面吸附的氮气量的多少，可通过定量气体来标定峰面积所代表的氮气量。通过测定一系列氮气分压P/P0下样品吸附氮气量，可绘制出氮等温吸附或脱附曲线，进而求出比表面积。通常利用脱附峰来计算比表面积。
特点：连续流动法测试过程操作简单，消除系统误差能力强，同时具有可采用直接对比法和BET方法进行比表面积理论计算。

n2 物理吸附-脱附表征

n2 物理吸附-脱附表征
物理吸附-脱附表征是指利用吸附-脱附技术来研究材料的表面
性质和孔隙结构。

这种技术主要用于研究吸附剂、催化剂和多孔材
料等。

在物理吸附-脱附表征中，常用的技术包括氮气吸附法（BET 法）、氩气吸附法、比表面积测定法、孔体积测定法等。

首先，物理吸附-脱附表征可以通过氮气吸附法来评估材料的比
表面积。

氮气吸附法是利用氮气在不同相对压力下吸附到材料表面
的原理来测定材料的比表面积。

通过绘制吸附等温线和脱附等温线，可以计算出材料的比表面积，进而了解材料的表面活性和孔隙结构。

其次，物理吸附-脱附表征也可以通过氩气吸附法来评估材料的
孔体积。

氩气吸附法利用氩气分子在不同相对压力下进入材料孔隙
的原理，来测定材料的孔体积分布。

通过分析吸附等温线和脱附等
温线的形状，可以得到材料的孔体积分布信息，从而了解材料的孔
隙结构特征。

另外，物理吸附-脱附表征还可以结合比表面积测定法和孔体积
测定法来全面评估材料的吸附性能。

比表面积和孔体积是影响材料
吸附性能的重要因素，通过综合分析两者的数据，可以更全面地了
解材料的吸附-脱附特性，为材料的应用提供重要参考。

总的来说，物理吸附-脱附表征是一种重要的材料表征技术，通过测定材料的比表面积和孔体积等参数，可以全面了解材料的表面性质和孔隙结构特征，为材料的研究和应用提供重要的参考依据。

氮气吸附脱附测量比表面积

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测试方法分类
比表面积测试方法有两种分类标准 1. 一是根据测定样品吸附气体量多少方法的不同，可分为：连续流动法
、容量法及重量法，重量法现在基本上很少采用；
2. 再者是根据计算比表面积理论方法不同可分为：直接对比法比表面积分析测定、Langmuir法比表面积分析测定和BET法比表面积分析测定等。同时这两种分类标准又有着一定的联系，直接对比法只能采用连续流动法来测定吸附气体量的多少，而BET法既可以采用连续流动法，也可以采用容量法来测定吸附气体量。
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由上式可以看出，BET方程建立了单层饱和吸附量Vm与多层吸附量V 之间的数量关系，为比表面积测定提供了很好的理论基础。
BET方程是建立在多层吸附的理论基础之上，与许多物质的实际吸附过程更接近，因此测试结果可靠性更高。实际测试过程中，通常实测 3-5组被测样品在不同气体分压下多层吸附量V，以P/P0为X轴，为Y 为Y轴，由BET方程做图进行线性拟合，得到直线的斜率和截距，从而求得Vm值计算出被测样品比表面积。
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BET比表面积测定法 BET理论计算是建立在Brunauer、Emmett和Teller三人从经典统计
理论推导出的多分子层吸附公式基础上，即著名的BET方程：
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P: 吸附质分压 P0: 吸附剂饱和蒸汽压 V: 样品实际吸附量 Vm: 单层饱和吸附量
C：与样品吸附能力相关的常数
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容量法
பைடு நூலகம்
容量法中，测定样品吸附气体量多少是利用气态方程来计算。在
预抽真空的密闭系统中导入一定量的吸附气体，通过测定出样品吸脱
附导致的密闭系统中气体压力变化，利用气态方程P*V/T=nR换算出

氮气吸脱附曲线

氮气吸脱附曲线氮气的吸附和脱附曲线是氮气的收缩-膨胀特性的重要反映。

氮气的动力学特性主要是受到量子化，量子化和保守力的影响，受到操作压力和温度的影响。

在此基础上，本文将重点介绍氮气的吸附脱附曲线的形成原理，以及吸附脱附曲线特性，并从本质上讨论氮气收缩-膨胀特性。

一、氮气吸附脱附曲线的形成原理氮气的吸附和脱附曲线是由操作压力和温度的变化而形成的。

在操作压力和温度变化的条件下，氮气的量子效应受到抑制，氮气的温度改变了温度参数的调节，也改变了气体的结构本质；而在低压和温度环境下，氮气的量子化作用受到抑制，并且量子作用强度变小，随着操作压力和温度的增加，氮气的量子化作用逐渐增强，量子作用本质也改变，从而形成氮气的吸附脱附曲线。

吸附脱附曲线是由多个氮气分子投射到容器内造成氮气分子的撞击碰撞，在多个氮气分子的碰撞环境中，一些氮气分子能够以一定的能量，并在不同的温度条件和压力条件下，与容器的壁面有效结合，也就是吸附，而另一些氮气分子能够以一定的能量，并在不同的温度和压力条件下，从容器中释放出来，也就是脱附，这就是氮气吸附脱附曲线的形成原理。

二、氮气吸附脱附曲线的特性氮气的吸附脱附曲线的特性主要表现在以下几个方面：1、在低温低压条件下，氮气的吸附脱附曲线表现出一种S型特性，即随着温度的升高，氮气的吸附脱附量也增加；2、在中温中压的条件下，氮气的吸附脱附曲线比较平缓，即随着温度的升高，氮气的吸附脱附量并不会增加；3、在高温高压条件下，氮气的吸附脱附曲线表现出一种有自发现象的特性，即在高温高压条件下，氮气的吸附脱附量会有一种自发的现象，也就是随着温度的升高，氮气的吸附脱附量会急剧增加。

三、氮气收缩-膨胀特性的本质氮气收缩-膨胀是指氮气在不同的温度压力环境下的体积的变化情况，这与氮气的量子特性有关，也与氮气的量子化作用有关。

在温度和压力不变的情况下，氮气的量子特性不变，氮气的体积也不变，但是当温度和压力发生变化的时候，氮气的量子化作用也会受到影响，氮气的体积就会发生变化，这种变化就会形成氮气收缩-膨胀现象。

n2吸附脱附等温线

n2吸附脱附等温线N2吸附脱附等温线是一种非常重要的表征物质吸附性能的方法，它可以揭示吸附剂和被吸附物质之间的相互作用和特性，为材料科学和化学领域的研究提供有力的支持。

下面我们来详细了解一下N2吸附脱附等温线的含义和应用。

一、N2吸附脱附等温线的基本概念N2吸附脱附等温线是指在一定温度下，将氮气吸附在样品表面并测量其吸附量和压力的变化，绘制出的吸附等温线图，也称为氮气吸附等温线。

其中，吸附等温线的坐标轴分别表示吸附剂(N2)的相对压力和吸附剂占据吸附剂和被吸附物质之间孔隙体积的百分比，即孔隙率。

通过N2吸附脱附等温线，我们可以获得吸附材料的许多物理性质，如孔径分布、比表面积、介孔体积、孔隙体积分布等等。

此外，它还可以用于评估吸附材料的性能，如吸附机理、吸附剂敏感性、吸附剂稳定性等等。

二、N2吸附脱附等温线的类型N2吸附脱附等温线通常可以分为五种类型，分别是：1.类型I等温线：由于大孔单一，吸附剂分子直接填充孔隙，通常见于膨胀型和树脂类物质。

2.类型II等温线：在低相对压力下出现很平缓的区域，表示大孔口发生准孔道狭窄，通常见于有孔型结构物质。

3.类型III等温线：表明孔径分布主要集中在介孔范围内，峰值很明显，通常见于沸石类、硅铝酸盐和金属有机骨架类材料等。

4.类型IV等温线：表示孔径分布主要在微孔范围内，吸附值随着相对压力增加快速上升，并达到饱和。

该类型等温线通常见于炭类和氧化钨等材料。

5.类型V等温线：由于孔径很小，需要强烈的吸附力才能使吸附剂进入其孔内。

该类型等温线通常见于碳分子筛和介孔硅材料等。

三、N2吸附脱附等温线的应用N2吸附脱附等温线在科学研究和工业应用中具有广泛的应用。

以下为具体应用：1. 材料表征：N2吸附脱附等温线可以揭示材料的孔径分布、比表面积、孔隙体积分布等，为材料表征提供了重要的信息。

2. 催化剂研究：N2吸附脱附等温线可以对催化剂进行活性研究，评估催化剂的比表面积和孔隙结构等性质，进而优化催化剂性能。

氮气吸附脱附测量比表面积

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测试方法分类
在相同的吸附和脱附条件下，被测样品和标准样品的比表面积正比于其峰面积大小。计算公式如下：
Sx：被测样品比表面积 S0：标准样品比表面积， Ax：被测样品脱附峰面积 A0：标准样品脱附峰面积 Wx：被测样品质量 W0：标准样品质量
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优点：无需实际标定吸附氮气量体积和进行复杂的理论计算即可求得比表面积；测试操作简单，测试速度快，效率高缺点：当标样和被测样品的表面吸附特性相差很大时，如吸附层数不同，测试结果误差会较大。直接对比法仅适用于与标准样品吸附特性相接近的样品测量，由于BET法具有更可靠的理论依据，目前国内外更普遍认可BET法比表面积测定。
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原
理
氮气因其易获得性和良好的可逆吸附特性，成为最常用的吸附质。通过这种方法测定的比表面积我们称之为“等效”比表面积，所谓“等效” 的概念是指：样品的比表面积是通过其表面密排包覆（吸附）的氮气分子数量和分子最大横截面积来表征。
实际测定出氮气分子在样品表面平衡饱和吸附量（V），通过不同理论模型计算出单层饱和吸附量（Vm），进而得出分子个数，采用表面密排六方模型计算出氮气分子等效最大横截面积(Am)，即可求出被测样品的比表面积。计算公式如下：
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比表面积测试方法有两种分类标准
1. 一是根据测定样品吸附气体量多少方法的不同，可分为：连续流动法、容量法及重量法，重量法现在基本上很少采用； 2. 再者是根据计算比表面积理论方法不同可分为：直接对比法比表面积分析测定、Langmuir法比表面积分析测定和BET法比表面积分析测定等。同时这两种分类标准又有着一定的联系，直接对比法只能采用连续流动法来测定吸附气体量的多少，而BET法既可以采用连续流动法，也可以采用容量法来测定吸附气体量。

氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布、样品要求、经典书目、论文

氮⽓等温吸脱附计算⽐表⾯积、孔径分布、样品要求、经典书⽬、论⽂来源⼁⼩⽊⾍论坛⽬的：是让⼤家对氮⽓等温吸脱附有⼀个基本的理解和概念，不会讲太多源头理论，内容不多，⼒求简明实⽤。

本⼈有幸接触吸脱附知识的理论和实践，做个总结⼀是长久以来的⼼愿，⼆则更希望能和⼤家共同学习、探讨和提⾼。

由于内容是⾃⼰的总结和认识，很可能会有部分错误，希望⼤家能给予建议、批评和指导，好对内容做进⼀步的完善。

注意我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，⽐表⾯积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观⼈为⾊彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮⽓等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的⼀⼩段⽤传说中的BET公式处理了⼀下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出⽐表⾯积，如此⽽已。

◆六类吸附等温线类型⼏乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四⼈将⼤量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每⼀种类型都会有⼀套说法，其实可以这么理解，以相对压⼒为X轴，氮⽓吸附量为Y轴，再将X轴相对压⼒粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、⾼压（0.90-1.0）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作⽤⼒(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作⽤⼒弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮⽓在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒⼦堆积产⽣的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH⽅法就是基于这⼀段得出的孔径数据；⾼压段可粗略地看出粒⼦堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒⼦未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压⼒为0.99左右时氮⽓吸附量的冷凝值。

N2 吸附脱附

氮气等温吸脱附计算比★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。

◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为0.001547mL例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*0.001547＝400/654＝约0.61mL※STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。

氮气吸脱附实验

BJH模型（Barrett-Joiner- Halenda）
假定吸附层厚度t只与相对压力有关而与孔半径无关
滞后现象hysteresis:吸附曲线和脱附曲线不重合
Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 816–827
Two-Dimensional Hexagonally-Ordered Mesoporous Carbon Nitrides with Tunable Pore Diameter, Surface Area and NitrogenContent
差值较大，差值较小，
说明气体与固体表面相互作用强 • c ~ 1，气体在固体表面的吸附热与冷凝热的说明气体与固体表面相互作用弱
把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立方体的情况：
边长l/m 1×10-2 1×10-3 1×10-5 1×10-7 1×10-9
立方体数 1 103 109 1015 1021
固体表面由于多种原因总是凹凸不平的，凹坑深度大于凹坑直径就成为孔。
孔分布：各种孔径的孔体积占总体积的多少大孔(>50nm); 中孔(2-50nm); 微孔(<2nm) 孔分布曲线： (吸附总量-孔径) 微分量-半径(dV/dr-r) 最可几孔径：比例最大的孔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 < p0, 未达到饱和蒸汽压就发生凝聚。如果能在实验中测出不同压力时的吸附量，就可以利用Kelvin公式计算它的孔径分布。
氮气等温吸脱附实验原理以及应用
Wen Chao
2011.9.29
BET
单位重量催化剂的表面积，以m2 g-1表示

氮吸附试验操作方法

氮吸附试验操作方法氮吸附试验是用来表征材料孔隙结构的重要实验方法，通过测量材料对氮气的吸附和脱附过程，可以得到材料的比表面积、孔容和孔径分布等参数信息。

下面我将详细介绍氮吸附试验的操作方法。

1. 试样制备首先，需要将待测试的材料制备成适当的样品。

一般来说，材料要求无尘、均匀，且具有一定的表面积和孔隙结构。

为此，可以采用研磨或粉碎等方法将材料研磨成粉末状，并通过筛网过滤得到所需的粒径范围。

然后，将样品充分干燥，以去除材料中的水分和挥发性物质。

2. 试验装置准备氮吸附试验通常采用比表面仪（BET）进行，所以需要准备合适的试验装置和仪器。

主要包括氮气吸附仪、真空泵、压力计等设备。

确保这些设备运行正常，而且各个参数的调节准确。

3. 试验条件设置在开始实验之前，需要确定试验的一些基本条件，例如温度、平衡时间、气体流量等。

一般来说，常温条件下进行试验，即室温，因为这样可以更好地模拟实际应用环境。

在选择气体流量时，要确保气体渗透样品的速度适中，既不会造成过度吸附，也不会导致不均匀吸附。

至于平衡时间，一般需要根据样品的特性和试验目的来确定，一般情况下可在几小时到十几小时不等。

4. 试验操作首先，将试样放入氮气吸附仪的样品装置中，然后关闭装置并进行真空泵抽真空。

待真空度稳定后，通过氮气吸附仪的控制面板设置所需的试验参数，包括温度、试验模式、平衡时间等。

然后，打开气体气泵和气泵控制开关，让氮气进入试管，直到达到所需的压力范围。

保持一段时间后，关闭真空泵，打开样品仓门，允许氮气进入样品孔隙中。

5. 数据采集与处理在试验过程中，氮气吸附仪会记录下吸附和脱附过程的压力和温度变化，根据这些数据可以推导出样品的吸附等温线和脱附等温线等信息。

利用比表面积方程和孔径分布模型，可以计算出比表面积、孔容和孔径分布等参数。

此外，还可以利用柯布模型和截面模型等理论模型，对吸附等温线和脱附等温线进行拟合，进一步分析样品的孔隙结构特征。

总结氮吸附试验是一种常用的材料表征方法，可以获得材料的比表面积、孔容和孔径分布等重要参数。

n2吸附脱附

氮气等温吸脱附计算比★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=~之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（）、中压、高压（）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为左右时氮气吸附量的冷凝值。

◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*＝400/654＝约※ STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。

N2吸附脱附测试技术及分析

H1型迟滞回线
❖ 均匀大小且形状规则的孔
❖ 吸附时吸附质一层一层的吸附在孔的表面（孔径变小）
❖ 脱附时为弯月面
圆筒状孔道毛细凝聚（a）吸附（b）脱附示意图
H2型迟滞回线
❖ 吸附分支由于发生毛细凝聚现象儿逐渐上升；吸附时凝聚在空口的液体为孔体的吸附和凝聚提供蒸汽。
❖ 脱附分支在较低的相对压力下突然下降；脱附时，空口的液体阻挡孔体蒸发处的气体，必须等到压力小到一定程度。
开始凝聚开始蒸发
H3和H4型迟滞回线
❖ 形状和尺寸均匀的孔呈现H4迟滞环
❖ H4也是狭缝孔，区别于粒子堆集，是一些类似由层状结构产生的孔。
❖ 开始凝聚时，由于气液界面是大平面，只有当压力接近饱和蒸汽压时才发生毛细凝聚（吸附等温线类似Ⅱ型）。蒸发时，气液界面是圆柱状，只有当相对压力满足时，蒸发才能开始。
2.吸附理论
II型等温线：S 型等温线
❖ 大孔材料 ❖ 相对压力较低时，主
要是单分子层吸附，B 点对应于单分子层的饱和吸附量 ❖ 饱和蒸汽压时，吸附层无限大
2.吸附理论
III型等温线：在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐点B
❖ 在憎液性表面发生多分子层，或固体和吸附质的吸附相互作用小于吸附质之间的相互作用时
❖ 低比压区与单层吸附有关，由于单层吸附的可逆性，所以在低比压区不存在迟滞现象
❖ 吸附时由孔壁的多分子层吸附和在空中凝聚两种因素产生，而脱附仅由毛细管凝聚所引起。
❖ 吸附时首先发生多分子层吸附，只有当孔壁上的吸附层达到足够厚度时才能发生凝聚现象。
❖ 在与吸附相同的比压下脱附时仅发生在毛细管中的液面上的蒸汽，却不能使相同比压下吸附的分子脱附。要使其脱附，就需要更小的比压，故出现脱附的滞后现象。

N2 吸附脱附

氮气等温吸脱附计算比★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。

◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为0.001547mL例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*0.001547＝400/654＝约0.61mL※STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。

氮气等温吸脱附

关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明目的：是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念，不会讲太多源头理论，内容不多，力求简明实用。

本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践，做个总结一是长久以来的心愿，二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。

由于内容是自己的总结和认识，很可能会有部分错误，希望大家能给予建议、批评和指导，好对内容做进一步的完善。

★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-T eller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-T eller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。

氮气吸脱附实验

Probing Adsorption, Pore Condensation, and Hysteresis Behavior of 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) for 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.
固体表面由于多种原因总是凹凸不平的，凹坑深度大于凹坑直径就成为孔。
孔分布：各种孔径的孔体积占总体积的多少大孔(>50nm); 中孔(2-50nm); 微孔(<2nm) 孔分布曲线： (吸附总量-孔径) 微分量-半径(dV/dr-r) 最可几孔径：比例最大的孔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 < p0, 未达到饱和蒸汽压就发生凝聚。如果能在实验中测出不同压力时的吸附量，就可以利用Kelvin公式计算它的孔径分布。

氮气吸附脱附

氮气吸附脱附
氮气吸附脱附是一种吸附作用，也是一种重要的物理化学过程。

它可以被用来进行各种实验和应用，如同温脱附、同温吸附、脱附速率、吸附容量等等。

氮气吸附脱附的原理是物质的分子对氮气的吸附作用。

氮气吸附可以用来探索和评估物质的性质，影响吸附作用的因素也可以用氮气吸附脱附来检验。

氮气的吸附作用的本质是由于氮气的极性结构导致的相互作用，这种相互作用会导致氮气与物质分子之间的一种弱结合。

这种结合能力取决于物质分子的结构、极性和表面性质等因素。

氮气吸附脱附过程中，影响吸附作用的因素有温度、压力、溶液浓度、物质表面活性剂等。

一般来说，温度升高时，氮气分子的运动能增加，吸附作用也相应增强；溶液浓度变化时，氮气分子的驻留时间变化，也会影响吸附作用；物质表面活性剂的变化，也会影响氮气分子的吸附作用。

氮气吸附脱附的实验方法是以不同的温度、压力和实验条件，在一定时间内测定氮气的吸附脱附的数据，以此分析影响吸附作用的因素，找出氮气分子与物质之间的相互作用，并从中提出物理化学过程的机理。

氮气吸附脱附在工业中有广泛的应用，如在精炼石油工艺中，可以利用氮气的吸附作用，来减少和去除某些气体的污染物；在天然气加工中，也可以采用氮气的吸附作用，去除气体中的有毒物质和污染
物；在气体分离技术中，也可以使用氮气的吸附作用，进行质量检测或纯净气体的分离。

总之，氮气吸附脱附是一种重要的物理化学过程，在实验方法和应用领域都有广泛的应用。

通过对氮气吸附脱附过程的研究，可以更好地掌握物质的性质，把握物质分子之间的相互作用，从而为人类提供更多的可能性，改善我们的生活和发展自然资源。

氮气吸脱附实验

固体表面由于多种原因总是凹凸不平的，凹坑深度大于凹坑直径就成为孔。
中孔孔结构的计算 - 毛细凝聚法大孔孔结构的计算 - 压汞法微孔孔结构层厚法
毛细凝聚现象孔 = 毛细管；孔中的吸附 = 毛细凝聚
Kelvin公式：ln (p/p0) = - (2σV cosφ)/rRT 公式： σ φ 公式 σ 表面张力，V 液体摩尔体积，r 半径，φ 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
氮气等温吸脱附实验原理以及应用氮气等温吸脱附实验原理以及应用
Wen Chao
2011.9.29
BET
单位重量催化剂的表面积，单位重量催化剂的表面积，以m2 g-1表示
① 固体表面是均匀的 ② 吸附分子间无相互作用力 ③ 当p=p0时吸附层厚度趋于无穷大 ④ 吸附平衡时，每一层的蒸发速度等于其凝聚速度
Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 816–827
Two-Dimensional Hexagonally-Ordered Mesoporous Carbon Nitrides with Tunable Pore Diameter, Surface Area and NitrogenContent
J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353 ，
J. Phys. Chem. C,201， 114, 9353 ，
Comparative 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 3-D cubic mesoporous silica (MCM-48, KIT-6) materials, as a function of mesopore size. The three different hysteresis regime regions are indicated.

氮气吸附实验流程

氮气吸附实验流程Nitrogen gas adsorption experiments are commonly used to study the surface area and porosity of a material. This experimental process involves exposing the material to nitrogen gas at various pressures and measuring the amount of gas adsorbed.氮气吸附实验是用来研究材料的表面积和孔隙度的常用方法。

这个实验过程涉及将材料暴露在不同压力下的氮气中，并测量被吸附的气体量。

The first step in the nitrogen gas adsorption experiment is to prepare the sample for analysis. This involves cleaning the sample to remove any contaminants and ensuring that it is in a suitable form for analysis. The sample is then loaded into the adsorption instrument for analysis.氮气吸附实验的第一步是为分析准备样品。

这包括清洁样品以去除任何污染物，并确保样品适合分析。

然后将样品装入吸附仪器进行分析。

Once the sample is prepared, the next step is to degas the sample. This involves removing any gases or vapors that may be present inthe sample, as these could interfere with the adsorption process. The sample is typically degassed under vacuum or with a flow of inert gas.样品准备好后，下一步是对样品进行脱气处理。

N2 吸附脱附

★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=~之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（）、中压、高压（）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为左右时氮气吸附量的冷凝值。

◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*＝400/654＝约※ STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。