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中級(jí)會(huì)員 | 第12年

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物理吸附中孔的分類(lèi)

時(shí)間:2016/3/22閱讀:2176
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    孔的分類(lèi):
    1,、按是否與外界連通,,孔可以分為開(kāi)孔和閉孔,。其中與外界連通的空腔和孔道稱(chēng)為開(kāi)孔,,不與外界連通的稱(chēng)為閉孔,。開(kāi)孔與閉孔的產(chǎn)生和形態(tài)可在材料制備或處理過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行工藝調(diào)整來(lái)控制,。
    2、按照孔隙直徑大小分類(lèi):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(huì)(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(chēng)過(guò)渡孔,,沒(méi)有中孔或小孔的劃分,,統(tǒng)稱(chēng)中孔或介孔;
    微孔(φ≤2nm或20?),;
    3,、按照孔的幾何形狀分類(lèi):墨水瓶孔、楔形孔,、柱狀孔等,。

問(wèn):什么是孔?孔的分類(lèi),?為什么材料的孔形態(tài)越復(fù)雜,,孔隙越發(fā)達(dá),其對(duì)氣體的吸附作用就會(huì)越強(qiáng),?

答:要回答這個(gè)問(wèn)題,,首先要對(duì)孔進(jìn)行定義及分類(lèi)。

    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(shí)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(kāi)孔和閉孔。其中,,與外界連通的空腔和孔道稱(chēng)為開(kāi)孔,,不與外界連通的稱(chēng)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(duì)于其制備及處理的研究非常重要,,是現(xiàn)在熱門(mén)的研究?jī)?nèi)容。
 
    孔隙越發(fā)達(dá),、孔形態(tài)越復(fù)雜,會(huì)使得材料內(nèi)部的比表面積越大,。以活性炭舉例,,通過(guò)KOH活化制備的竹活性炭,其比表面積zui大可以達(dá)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(shuō),,1克活性炭所包含的比表面積,幾乎可以達(dá)到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積,。

    由于分子間引力(主要是范德華力)的存在,,通過(guò)材料中的孔的氣體分子會(huì)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(guò)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(huì)越多,。而且當(dāng)孔形態(tài)比較復(fù)雜時(shí),,尤其是當(dāng)氣體分子直徑略小于材料的孔直徑時(shí),氣體分子遇到孔表面的材料分子后非常難以跑出來(lái),,即不容易被脫附,。在這種情況下,孔結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá),,孔形態(tài)越復(fù)雜,,尤其是微孔比例大時(shí),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(huì)越大,,材料對(duì)氣體的吸附功能就越強(qiáng)。
 

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