胶体与表面化学-第五章 常用吸附剂的结构、性能和改性
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真密度
密 度
d 真＞d 颗＞d 堆
第一节 多孔物质的物理性质
比 表 面 积
气体吸附法 溶液吸附法
第一节 多孔物质的物理性质
气体吸附法
比 表 面 积
第一节 多孔物质的物理性质
气体吸附法
GB/T 19587-2004
《气体吸附BET法测定固体物质比表面积》。 比
表 面
S Vm N AS0 1020 22400
积 Vm：盖满单分子层的饱和吸附量（ml，标准状态）
N
：阿佛加得罗常数，
A
S0：每个吸附质分子的截面积（nm2）
M：吸附质的分子量
第一节 多孔物质的物理性质
溶液吸附法
比
在溶液吸附中，若侧得溶质盖满单分子层时的
表 面
饱和吸附量(
x m
)
m
并知溶质分子的截面积S
，便可
0
积
按下式计算比表面积S：
S
x (m)m
孔 半
r 2V 103 (nm) S
径
若孔为圆锥形r 3V 103 (nm)
S
有时也可取两者的平均值r 2.5V 103 (nm) S
第一节 多孔物质的物理性质
孔
径 分 布
气体或蒸气吸附法 压汞法
多孔物孔径的分布是不均匀的
而要了解多孔物的孔结构的全貌，就必须 测定样品的孔径分布
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
平 均 孔 半 径
多孔物中孔的形状极为复杂，形状极不规则 孔的立体结构更复杂， 为了研究方便一般假定为圆柱状。
第一节 多孔物质的物理性质
圆柱体的体积V r 2l,
空心圆柱（即孔隙）的内表面积S 2r l
平 均
Байду номын сангаас
圆柱体的平均孔半径r 2V ,V (ml / g), S (m2 / g) S
压汞法
孔 径 分 布
第一节 多孔物质的物理性质
筛分分析法
将一套适当目数的筛子上下相
叠，网孔由上至下逐层变小，将
粒
称重后的样品倒入最上层的筛子
后在电动震动机上进行筛分。
度
为防止样品粘在筛子上，测定
前必须保证各类型样品的湿度符
合要求。
震动一定时间后称量每个筛子 里样品的重量，算出粒度百分数
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
CCl4吸附法
孔
V
W W 样(CCl4）
空 ( CCl 4）
W样
体
V：样品内部的微孔总体积，（ml / g)
积
W样(CCl : 4） 样品吸附CCl4的质量（g）
W空(CCl4）：空瓶吸附CCl4的质量（g）
W样：样品质量（g）
：吸附温度时CCl4的密度（g / ml）
对于一端封闭的圆柱形或平行板状的孔，不 产生吸附滞后现象。
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
RT ln p0 Vm
p吸 r
RT ln p0 2Vm
p脱 r
p脱
p吸
p吸 p0
对于两端开口的圆柱形或平行板状的孔 P吸>P脱，产生滞后现象
第一节 多孔物质的物理性质
在吸附过程中，Pb>Pa,随 着压力的升高小瓶被逐渐充 满。 随着压力的降低，开始脱 吸附，但脱吸附是从瓶口开 始的，在Pb>P>Pa时，液体 不蒸发，只有降到Pa时才能 完全脱吸附
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
孔% 径 分 布
吸附总量即为半径小于 某一数值的孔内所凝聚的 液体总量， 利用KeLvin公式可以找 出在某一蒸气压力下哪些 孔发生凝聚，这样便可找 出凝聚液体的体积和孔半 径的关系．
r
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
曲线的最大值表示半径为r0的
对于墨水瓶状的孔 P吸>P脱，产生滞后现象
第一节 多孔物质的物理性质
压汞法
孔
径
分
f表 L 2 r
布
f退 f表 cos 2 r cos
2 r cos 2 r cos140o
f压 r2p 2 cos140o
r=p
第一节 多孔物质的物理性质
压汞法
孔 径 分 布
第一节 多孔物质的物理性质
N AS0
第一节 多孔物质的物理性质
孔
CCl4吸附法
体
积
密度法
第一节 多孔物质的物理性质
密度法
孔 体 积
V孔
V颗
V骨
1 d颗
1 d真
第一节 多孔物质的物理性质
CCl4吸附法
孔 体 积
直接测量单位质量孔性固体的孔全部被四氯化碳充 满时所需四氯化碳的质量，根据实验温度下四氯化碳 的密度可计算出其体积，即为固体比孔容 为避免在相对压力近于1时孔性固体颗粒间发生四 氯化碳的凝结，常用低蒸气压液体(如十六烷)与四氯 化碳混合使用，用量以使四氯化碳相对压力约为0.95 为宜。
第五章 常用吸附剂
2020/5/1
多孔物质的物理结构的测定方法 常见吸附剂的结构与性能 固体表面的改性和应用
第一节 多孔物质的物理性质
1
密度
2
比表面积
3
孔体积
4 平均孔半径
5
孔径分布
6
粒度
第一节 多孔物质的物理性质
堆密度 d堆
密 颗粒密度 d颗
度
骨架密度 d真
V堆= V隙+V孔+ V骨
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
粒
度
不同的放大倍数，1
格代表不同的长度
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
可测定粒子所占格数
粒
一般统计200-300个粒子（N）
度
统计每种大小粒子的例子个数 的多少（ni）
Ni
ni N
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
粒 度
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
气体或蒸汽吸附法
孔
ln p0 2 M 2 M cos
径
pr RT r1 RT r
分
布
r越小，pr越小
r越大，pr越大
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
孔 径 分 布
在吸附过程中，在较低的压力下，蒸汽在 半径较小的孔中先凝聚； 在较高的压力下，在半径较大的孔中接着 发生凝聚， 直到达到饱和蒸汽压时才在孔的平坦部分 凝聚。
孔
孔在此吸附剂中所占的比例
径
最大，故常称为“最可几孔
分
半径”。
布
吸附量/压力
吸附量/孔径
孔径分布
ln p0 2 M 2 M cos Kelvin公式 pr RT r1 RT r
第一节 多孔物质的物理性质
吸附滞后：指在脱附过程中，脱附曲线和
吸附曲线有一部分不重合。
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
堆密度
密 堆积密度d堆
m
度
d堆 V堆
振实密度仪(堆密度仪)
第一节 多孔物质的物理性质
颗粒密度
密
度 颗粒密度d颗
d颗
m V颗
用d颗计算多孔物的微孔体积
第一节 多孔物质的物理性质
颗粒密度
密
度
颗粒密度仪
第一节 多孔物质的物理性质
真密度
密
3、真密度d真
度
d真
m V真
m m W1 W2
d介质
第一节 多孔物质的物理性质
密 度
d 真＞d 颗＞d 堆
第一节 多孔物质的物理性质
比 表 面 积
气体吸附法 溶液吸附法
第一节 多孔物质的物理性质
气体吸附法
比 表 面 积
第一节 多孔物质的物理性质
气体吸附法
GB/T 19587-2004
《气体吸附BET法测定固体物质比表面积》。 比
表 面
S Vm N AS0 1020 22400
积 Vm：盖满单分子层的饱和吸附量（ml，标准状态）
N
：阿佛加得罗常数，
A
S0：每个吸附质分子的截面积（nm2）
M：吸附质的分子量
第一节 多孔物质的物理性质
溶液吸附法
比
在溶液吸附中，若侧得溶质盖满单分子层时的
表 面
饱和吸附量(
x m
)
m
并知溶质分子的截面积S
，便可
0
积
按下式计算比表面积S：
S
x (m)m
孔 半
r 2V 103 (nm) S
径
若孔为圆锥形r 3V 103 (nm)
S
有时也可取两者的平均值r 2.5V 103 (nm) S
第一节 多孔物质的物理性质
孔
径 分 布
气体或蒸气吸附法 压汞法
多孔物孔径的分布是不均匀的
而要了解多孔物的孔结构的全貌，就必须 测定样品的孔径分布
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
平 均 孔 半 径
多孔物中孔的形状极为复杂，形状极不规则 孔的立体结构更复杂， 为了研究方便一般假定为圆柱状。
第一节 多孔物质的物理性质
圆柱体的体积V r 2l,
空心圆柱（即孔隙）的内表面积S 2r l
平 均
Байду номын сангаас
圆柱体的平均孔半径r 2V ,V (ml / g), S (m2 / g) S
压汞法
孔 径 分 布
第一节 多孔物质的物理性质
筛分分析法
将一套适当目数的筛子上下相
叠，网孔由上至下逐层变小，将
粒
称重后的样品倒入最上层的筛子
后在电动震动机上进行筛分。
度
为防止样品粘在筛子上，测定
前必须保证各类型样品的湿度符
合要求。
震动一定时间后称量每个筛子 里样品的重量，算出粒度百分数
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
CCl4吸附法
孔
V
W W 样(CCl4）
空 ( CCl 4）
W样
体
V：样品内部的微孔总体积，（ml / g)
积
W样(CCl : 4） 样品吸附CCl4的质量（g）
W空(CCl4）：空瓶吸附CCl4的质量（g）
W样：样品质量（g）
：吸附温度时CCl4的密度（g / ml）
对于一端封闭的圆柱形或平行板状的孔，不 产生吸附滞后现象。
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
RT ln p0 Vm
p吸 r
RT ln p0 2Vm
p脱 r
p脱
p吸
p吸 p0
对于两端开口的圆柱形或平行板状的孔 P吸>P脱，产生滞后现象
第一节 多孔物质的物理性质
在吸附过程中，Pb>Pa,随 着压力的升高小瓶被逐渐充 满。 随着压力的降低，开始脱 吸附，但脱吸附是从瓶口开 始的，在Pb>P>Pa时，液体 不蒸发，只有降到Pa时才能 完全脱吸附
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
孔% 径 分 布
吸附总量即为半径小于 某一数值的孔内所凝聚的 液体总量， 利用KeLvin公式可以找 出在某一蒸气压力下哪些 孔发生凝聚，这样便可找 出凝聚液体的体积和孔半 径的关系．
r
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
曲线的最大值表示半径为r0的
对于墨水瓶状的孔 P吸>P脱，产生滞后现象
第一节 多孔物质的物理性质
压汞法
孔
径
分
f表 L 2 r
布
f退 f表 cos 2 r cos
2 r cos 2 r cos140o
f压 r2p 2 cos140o
r=p
第一节 多孔物质的物理性质
压汞法
孔 径 分 布
第一节 多孔物质的物理性质
N AS0
第一节 多孔物质的物理性质
孔
CCl4吸附法
体
积
密度法
第一节 多孔物质的物理性质
密度法
孔 体 积
V孔
V颗
V骨
1 d颗
1 d真
第一节 多孔物质的物理性质
CCl4吸附法
孔 体 积
直接测量单位质量孔性固体的孔全部被四氯化碳充 满时所需四氯化碳的质量，根据实验温度下四氯化碳 的密度可计算出其体积，即为固体比孔容 为避免在相对压力近于1时孔性固体颗粒间发生四 氯化碳的凝结，常用低蒸气压液体(如十六烷)与四氯 化碳混合使用，用量以使四氯化碳相对压力约为0.95 为宜。
第五章 常用吸附剂
2020/5/1
多孔物质的物理结构的测定方法 常见吸附剂的结构与性能 固体表面的改性和应用
第一节 多孔物质的物理性质
1
密度
2
比表面积
3
孔体积
4 平均孔半径
5
孔径分布
6
粒度
第一节 多孔物质的物理性质
堆密度 d堆
密 颗粒密度 d颗
度
骨架密度 d真
V堆= V隙+V孔+ V骨
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
粒
度
不同的放大倍数，1
格代表不同的长度
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
可测定粒子所占格数
粒
一般统计200-300个粒子（N）
度
统计每种大小粒子的例子个数 的多少（ni）
Ni
ni N
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
粒 度
第一节 多孔物质的物理性质
显微镜法
气体或蒸汽吸附法
孔
ln p0 2 M 2 M cos
径
pr RT r1 RT r
分
布
r越小，pr越小
r越大，pr越大
第一节 多孔物质的物理性质
气体或蒸汽吸附法
孔 径 分 布
在吸附过程中，在较低的压力下，蒸汽在 半径较小的孔中先凝聚； 在较高的压力下，在半径较大的孔中接着 发生凝聚， 直到达到饱和蒸汽压时才在孔的平坦部分 凝聚。
孔
孔在此吸附剂中所占的比例
径
最大，故常称为“最可几孔
分
半径”。
布
吸附量/压力
吸附量/孔径
孔径分布
ln p0 2 M 2 M cos Kelvin公式 pr RT r1 RT r
第一节 多孔物质的物理性质
吸附滞后：指在脱附过程中，脱附曲线和
吸附曲线有一部分不重合。
第一节 多孔物质的物理性质
第一节 多孔物质的物理性质
堆密度
密 堆积密度d堆
m
度
d堆 V堆
振实密度仪(堆密度仪)
第一节 多孔物质的物理性质
颗粒密度
密
度 颗粒密度d颗
d颗
m V颗
用d颗计算多孔物的微孔体积
第一节 多孔物质的物理性质
颗粒密度
密
度
颗粒密度仪
第一节 多孔物质的物理性质
真密度
密
3、真密度d真
度
d真
m V真
m m W1 W2
d介质
第一节 多孔物质的物理性质