孔隙率分析

1.2
固体表面的特点 能的原的办因固倾法。体向来表，降面由低分于表子固面(原体能子表，)面这移难也动于是困收固难缩体：，表任所面何以能表只产面能生都靠吸有降附自低作发界用降面的低张根表力本面
固体表面是不均匀的； 固体表面层的组成不同于体相内部。
吸附作用
1.2
处剩一面种于）部上现象固自分的就体由会气是表能暂体气面，时的体上当停浓在的气留度固原体在大体子分表于表或子面气面分与上相上子其，中的有接使的吸表触得浓附面时固度作（，体，用过有表这。
(
)
由提国出际的纯物粹理与吸应附用等化温学线联分合类会（（BDIUDPTA）C）
II
III
减压
VI
V
IV
增压
1.2
料度的吸的特关在中在下吸附压殊系，密特对附平力的某封定气量衡有对种容温体与后其应材器
5
I型等温线
1.2
凝一在随达外性物孔步聚个低后到表炭，已的快。相面的饱、表经吸速相水和对分现充附增压平压子对出满发长力或力筛较这，生。时区沸近小种没。这域，石水的等有归可，和微温平或因能气某孔线平几于出体些固。台乎微现吸多体表没孔吸附孔，明有填附量氧如，进充质有化活微一。
也当可气体以分说子固运体动表到面接的近分表子面或时原，子会存由在于剩相余互的作表用面而引被力吸场附。。
吸吸吸附附附物质剂—----用被能于吸有吸附效附的地的气吸气体附体气体的固体
1.2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.2
吸（所附或吸量单附-位的-表吸描述面附吸面质积的附能）体力吸积大附（剂或小的在质最一量定、重要温摩的度尔下数物理在）量吸来附表。单达示位到。平质量衡时 吸还因附与素能其有力表关的面。大积小的由大吸小附、剂孔、的吸大附小质及的分性布质、，制温备度和和处压理力条决件定等。
任吸何附一等种温曲线线。都可以用来描述吸附作用的规律，使用最多的是
1.2
极低压力下的吸附行为 微孔填充 Very Low pressure behavior (micropore filling)
(
)
的的下在微孔等上微非体温升孔常积线，被低和初然顺的微始后序相孔段弯充对分呈曲填压布明成。力表显平微（征大台孔<0微而样。.01孔陡品用）。
因理多的为吸少关分附主系子可要不可以决大以是定。通单于物过分温理范子度吸得层、附华吸压相力附力当吸也和于附可表气在以面体已是的分被多大子吸分小在附子，固的层而体分的与表子。表面上这面的面种微凝，吸聚观故附结。物的构
1.2
化学吸附：气体分子与材料表面的化学键合过程 –只发生单层吸附 –特选定择吸性附吸) 附(特定气体主要H2, CO, O2对体系中各组分的
1.3
气体吸附法（BET法） 表附遍面法接积作受及为。孔一可径种测分应比布用表测性面量最积可广为采、0.0用测01多量~1种精00不度0 m同最2方高/g。法的，方气法体被吸普 在分附的或等析量比载温方,表体获条法面催得件:积化等下,剂温多，的吸孔通活附材过性线料测组，的定分应孔不分用容同散适积压度当及力。的孔下数径材学分料模布对型，气推多体算组的材分吸料
1.1
测定方法 气体吸附法：微孔、介孔（中孔）(0.4-100 nm) 压汞法：宏孔（大孔）(3.6nm – 1mm) 则透可射正电确镜反：应有孔关径孔。交几联乎信不息用，于如孔果分材析料含有有序孔， 扫描电镜：孔径大于5nm，几乎不用于孔分析 小角X射线扫描：任何孔径，用于开孔与闭孔的孔分析 的小孔角分中析子，散价射格（昂S贵A。N）：任何孔径，用于开孔与闭孔
主与的的实要表单大质是面分小上化原子，是学子层而一键相，且种力结化还化，合学与学吸的吸固反附，附体应的化的表。分学多面子吸少的、附不微原只仅观子限取结或于决构原与于密子固温切团体度相是表、关通面压。过直力化化接和学学接表吸键触面附
1.2
物理吸附和化学吸附的区别
吸附力 选择性 吸附热 吸附速度 吸附层 可逆性
在学气吸体附吸，附吸中附，量因均为随吸温附度是的放升热高的而，降所低以。无论是物理吸附还是化 通见学或过光吸使光及附原谱红。吸数外物收据线理峰可光吸的以谱附强判区只度定，能有是若使所物出吸改理现附变吸新分。附的子还特的是征特化吸征学收吸吸峰收附，峰，就发在标生紫志某外着些线存位、在移可化，
气体吸附过程静态描述 吸附物
1.2
Langmuir吸附等温式:
θ = V = bP Vm 1+ bP
假占定据固时体，表θ=面S有1 /SS个称吸为附覆位盖置度，（当D有egSre1e个o位f C置ov被er吸ag附e)；质分子 V附量m量，表，所压也以力叫θP=下饱V每和/ V克吸m吸附；附量b为剂，吸表V表附面示系盖在数满吸。单附分平子衡层压（力θ=为1）P时时的的吸吸附
1.1
每表它例当面一如固面些：体积物仅物增理仅质加或1克被了化活分。学性割与方碳成此法的较相）表小似形面的，成面颗当了积粒颗孔就时粒洞可，内，能新部其达的（表到表由面2面于面000就溶积平形解也方成、增米了分加之，解了多从或。！而其 真正的表面面积，包括表面的不规则和孔洞的内部。 比表面（积sp：ec1igfi固c s体ur所fa占ce有ar的ea总, m表2/g面）积
孔的类型
1.1
孔形的分类
闭开孔孔----不与与固表体面表连面通连的通空的腔空腔和孔道
1.1
1
1.1
孔的分类（IUPAC）
微介宏孔孔孔(((m中大i孔孔cro))((pmmorea孔孔esco)r填填：poop充充roer是是)e:):一气个体ddd连在pppooo续孔rrreee小介大的内于于于过的或25程凝~0等n5；聚0m于n过的m2程孔范nm；围。（内N的2~0孔.3，5nm),
1.2
低压下的吸附行为 单层吸附 Low pressure behavior (monolayer)
(
)
1.2
中等压力下的吸附行为 多层吸附 Medium pressure behavior (multilayer)
(
)
1.2
相对高压下的吸附行为 毛细管凝聚 High pressure behavior (capillary condensation)
1.2
II型和III等温线
B
II吸或（II附大溴I型型容孔/等硅等量固温温胶结体线线）束一上。以的般发向标生由相志非弱对，孔的压强或气力气－大轴－孔固凸固固相出相互体为互产作特作生用征用时。。时B出点这出现通种现，常等；而被温（且作线无不为在孔常单非粉见层孔体。）
IV型等温线
1.2
1.2
V和VI型等温线
2
1.1 基本物理量 1.2 吸附理论 1.3 气体吸附法与压汞法测试技术及应用
1.1
体1积77的7年可F凝on聚ta气na体和；Scheele发现多孔性碳可吸收相当大 面积1；不81等4年，d固e S体a吸uss收ur气e认体识的到效不率同决碳定吸于收固不体同所气暴体露的的体表 气不表用1体同面来88在。上表1年自1的达9K由0富毛a9y年表集细seM面或凝r提c上损聚B出的耗或ai吸n凝，表提附聚但面出（，并吸吸a与未附d着so吸得所（rp收到产Stio（广生ornpa泛的）tbio应吸s一onp用取）词rt，。一，ion该词包）词概含截常括有然
1.2
1.2
1理93论8年的B基r础un上au，er提Em出m多e分tt T子el层ler吸三附人理在论L，an简gm称uBirE单T分理子论层。吸附
BET公式的应用实例（多点BET）
BET吸附等温式:
p p0 = 1 + C −1 ( p )
以比Vm表V和(1p−面Cpp0p，积0) 对可。P算/P出0作吸图附应剂得的V直(1线− ，p p由0)直V线m.的C 斜V率m.C和截p0距可求出
1.1
表面积（ ） Surface Area 分表;面表是面固的体大与小周即围表环面境积,；特别是液体和气体相互影响的部
固体-固体:自动粘结,流动性(流沙),压塑性； 固体-液体: 浸润,非浸润,吸附能力等； 固体-气体: 吸附,催化等。
表面积可以通过颗粒分割(减小粒度)和生成孔隙而增加； 表面积可以通过烧结,熔融和生长而减小。
（ ） S= VM/22400 NAσ0 对于 ， N2 σ0=16.2Å2 在 之间 P/P0 0.05—0.35
1
w[(Po/P)1]
0-1 0-2 0-3 P/Po
1.2
1.2
BET公式的应用实例（单点BET）
BET方法示意
7
1.1 基本物理量 1.2 吸附理论 1.3 气体吸附法与压汞法测试技术及应用
物理吸附 化学吸附
力 van der Waals
化学键力
无
20小K，J.吸mo附l-1键）弱（0-
有
（大80，-4吸00附KJ键.m强ol-1）
快，单易平或衡多，不分需子要活层化能 较慢，单难平分衡子，需层要活化能
可逆
不可逆
1.2
物氢理气在吸镍附上和的化吸学附吸，附低的温区时别主并要不是是物绝理对吸的附,有，时高两温者时可是相化伴学发吸生附。。
多孔材料的应用
高温分子筛
水处理
人造骨材料 储氢介质
1.1
1.1 基本物理量 1.2 吸附理论 1.3 气体吸附法与压汞法测试技术及应用
1.1
固体多孔材料中“孔”-- ISO15901 通固不道体同或颗的空粒孔腔间（，的微或空孔者间、是（介形如孔成裂和床缝大层或孔、空）压隙可制）视体。作以固及体团内聚的体孔的、 孔闭除与孔了外的可表表测面征定不。孔相外通，，固且体流中体可不能能还渗有入一。些本闭标孔准，不这涉些及
1.2
BET吸附等温式——多分子层吸附理论
吸附剂
的人1简9基在3称8础L年BaE上BnTrg，理umn提论uaiur出。e单r多分E分m子m子层e层t吸t 吸T附e附ll理e理r论三论，
在吸被分物附吸子理质附层吸分的的附子分。中间子，也上不有时仅范，吸德也附华有剂引被与力吸吸，附附因的质此可之气能间相，有中所范的以德分吸华子附引若层力碰可，撞以而在是且已多
6
1.2
Langmuir吸附等温式也可以写成以下形式： （ ） P/V=1/VMb+ 1/VM P
以V时求M（是得和P否Vb/M。V有后）某好，对组的则P吸直作可附线图进数关，一据系应步是。得算否若直出符该线吸合吸。附L附由剂a数n直的g据m线比u符的表ir合公斜面L率式积an和，为g截m就：u距要ir可看公以作式求图并得 其中σ0为S=吸（附VM质/2分24子00的）截N面Aσ积0 。
IV型等温线由介孔固体产生。 典以型观特察征到是迟等滞温回线线的。吸附曲线与脱附曲线不一致，可 在的p最/p终0值转较而高向的上区结域束可(不观闭察合到)一。个平台，有时以等温线
VV微（来式I型孔四源，型等和氯于不等温介化均能温线孔碳匀由线的固/非液以硅特体孔氮其胶征上表温吸）是的面度附向弱的下过相气依的程对－次氮的压固多气台力相层吸阶轴互吸附状凸作附来特起用。获性。，这得而V而种。著型且等称等相温。温对线这线不的些来常完台源见整阶于。形
1.1
表征孔的参数 孔平孔孔径均隙体分孔率积布直或；径孔：度；品了；的解孔多径孔分物布的孔；结构全貌，必须测定样
1.1
孔隙率（Porosity） 一积孔定）隙固与率体其通中占常的有是可的用测总来定体表孔积示和之固空比体隙。材的料体的积孔（特孔征体，积定和义空为体： 量能但的涵气上盖体限绝吸低大附于部法5分0中0大n不孔m使，及用有颗孔效粒隙分间率析的的范空概围隙念仅。，到因10为0n该m，法不测
1.2
吸附物
随机性非饱和吸附 单层饱和吸附 多层饱和吸附 可计算比表面积 可计算总孔容积
4
1.2
吸附曲线 吸附曲线主要反映固体吸附气体时，吸附量和温度、压力的关系。 在作一Г-定P曲温线度，下此，曲改线变为气吸体附压等力温并线测（定a相ds应or压pt力ion下is的ot平he衡rm吸）附；量， 作此出曲不线同称温为度吸下附的等吸压附线等（温ad线sor，pt并ion固i定sob某ar一）压。力，作Г-T曲线，
1.2
物理吸附理论
被吸附物
L单a分ng子m层uir吸吸附附理等论温式：
吸附剂
假撞层围相（（（设，的气同123）））：只。体。气被固有分体吸体碰子分附吸在的子的附空影碰气剂白响在体表的，已分面固既被子是体不固从均表考体固匀面虑表体的时气面表，才体吸面即被分附跃表吸子的回面附间气气上，的体相各即相分的吸吸互子或附附作上然位是用是率置单力弹不的分。性受能子碰周量
3
1.2
物理吸附和化学吸附 吸气附体是分固子体在表固面体质表点面和的气吸体附分机子理相极互为作复用杂的；一种现象， 根据吸附剂与吸附质之间的作用力的不同，
物理吸附(physisorption) 可以分为 化学吸附(chemisorption)
1.2
冷物凝理过吸程附。：由范得华力引起的气体分子在固体表面及孔隙中的 –可发生单层吸附,多层吸附 –非选择性吸附