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孔的分類:
1,、按是否與外界連通,孔可以分為開孔和閉孔。其中與外界連通的空腔和孔道稱為開孔,,不與外界連通的稱為閉孔,。開孔與閉孔的產(chǎn)生和形態(tài)可在材料制備或處理過程中根據(jù)需要進行工藝調(diào)整來控制。
2,、按照孔隙直徑大小分類:大孔,、中孔(介孔)、微孔,。
這是根據(jù)純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(International Union of Pure and Applied Chemistry )(IUPAC) 根據(jù)孔隙直徑大小而區(qū)分的,。
大孔(φ≥50nm或500?);
中孔(2nm或20?≤φ≤50nm或500),。中孔又稱過渡孔,,沒有中孔或小孔的劃分,統(tǒng)稱中孔或介孔,;
微孔(φ≤2nm或20?),;
3、按照孔的幾何形狀分類:墨水瓶孔,、楔形孔,、柱狀孔等。
問:什么是孔,?孔的分類,?為什么材料的孔形態(tài)越復(fù)雜,孔隙越發(fā)達,,其對氣體的吸附作用就會越強,?
答:要回答這個問題,首先要對孔進行定義及分類,。
什么是孔,?
在我們生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中能夠接觸到各種材料,其中除了鋼鐵,、玻璃等少數(shù)密實材料外,,絕大多數(shù)材料在內(nèi)部都有一些孔道存在,這些孔道在不同的學(xué)科上有不同的叫法,,所代表的意義也不一樣,。
在多孔材料的研究中,孔指的是材料中的開孔和閉孔,。其中,,與外界連通的空腔和孔道稱為開孔,不與外界連通的稱為閉孔,。與之相關(guān)聯(lián)的概念如:孔徑,、孔容、孔分布、孔體積等,,這些孔占據(jù)的的體積可能比材料的物質(zhì)組成本身還要大,,形態(tài)各異,直徑也各不相同,。這些孔的喉道的大小,、分布的不同及各種各樣的幾何形狀,使得材料的物理性質(zhì)各不相同,,從而產(chǎn)生了不同的用處,,對于其制備及處理的研究非常重要,是現(xiàn)在熱門的研究內(nèi)容,。
孔隙越發(fā)達,、孔形態(tài)越復(fù)雜,會使得材料內(nèi)部的比表面積越大,。以活性炭舉例,,通過KOH活化制備的竹活性炭,其比表面積zui大可以達到2752m2/g(《KOH活化制備高比表面積竹活性炭研究》湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 余梅芳,、胡曉斌,、王康城、尹暉),,也就是說,,1克活性炭所包含的比表面積,幾乎可以達到一個標準足球場的面積,。
由于分子間引力(主要是范德華力)的存在,,通過材料中的孔的氣體分子會被材料內(nèi)部孔表面的分子所吸引,即發(fā)生吸附,。當(dāng)材料的比表面積越大,,通過其孔的氣體與材料的接觸面積也就越大,能夠容納的氣體分子就會越多,。而且當(dāng)孔形態(tài)比較復(fù)雜時,,尤其是當(dāng)氣體分子直徑略小于材料的孔直徑時,氣體分子遇到孔表面的材料分子后非常難以跑出來,,即不容易被脫附,。在這種情況下,孔結(jié)構(gòu)越發(fā)達,,孔形態(tài)越復(fù)雜,尤其是微孔比例大時,,材料的比表面積越大,,因此單位質(zhì)量的材料吸附的氣體的量就會越大,材料對氣體的吸附功能就越強。
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