吸脫附曲線分類(1)
物理吸附呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果,,是我們在軟件看到的吸脫附等溫線,。在文獻(xiàn)或資料中,,我們經(jīng)常會看到不同的曲線類型,。本文主要對不同的曲線類型進(jìn)行梳理,,并介紹如何針對自己做的數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分類描述,。
1985年,IUPAC建議物理吸附等溫線分為六種類型,。經(jīng)過30年的發(fā)展,,各種新的特征類型等溫線已經(jīng)出現(xiàn),并證明了與其密切相關(guān)的特定孔結(jié)構(gòu),。2015年,,IUPAC更新了原有的分類,主要對I類,、IV類吸附等溫線增加了亞分類,。兩版曲線物理吸附等溫線分類如下:
I 型等溫線在較低的相對壓力下吸附量迅速上升,,達(dá)到一定相對壓力后吸附出現(xiàn)飽和值,類似于 Langmuir 型吸附等溫線,。在P/P0非常低時吸附量急劇上升,,這是因為在狹窄的微孔(分子尺寸的微孔)中,吸附劑-吸附質(zhì)的相互作用增強,,從而導(dǎo)致在極低相對壓力下的微孔填充,。但當(dāng)達(dá)到飽和壓力時(P/P0>0.99),可能會出現(xiàn)吸附質(zhì)凝聚,,導(dǎo)致曲線上揚,。
微孔材料表現(xiàn)為I類吸附等溫線。對于在77K的氮氣和87K的氬氣吸附而言,,I(a):是只具有狹窄微孔材料的吸附等溫線,,一般孔寬小于1nm。I(b):微孔的孔徑分布范圍比較寬,,可能還具有較窄介孔,。這類材料的一般孔寬小于2.5nm。具有相對較小外表面的微孔固體(例如,,某些活性炭,沸石分子篩和某些多孔氧化物)具有可逆的I型等溫線,。
II 類等溫線
無孔或大孔材料產(chǎn)生的氣體吸附等溫線呈現(xiàn)可逆的II 類等溫線,。其線形反映了不受限制的單層-多層吸附。如果膝形部分的曲線是尖銳的,,應(yīng)該能看到拐點B,,它是中間幾乎線性部分的起點—該點通常對應(yīng)于單層吸附完成并結(jié)束;如果這部分曲線是更漸進(jìn)的彎曲(即缺少鮮明的拐點B),,表明單分子層的覆蓋量和多層吸附的起始量疊加,。這是 BET 公式常說明的對象。由于吸附質(zhì)于表面存在較強的相互作用,,在較低的相對壓力下吸附量迅速上升,,曲線上凸。等溫線拐點通常出現(xiàn)于單層吸附附近,,隨相對壓力的繼續(xù)增加,,多層吸附逐步形成,達(dá)到飽和蒸汽壓時,,吸附層無窮多,,吸附還沒有達(dá)到飽和,多層吸附的厚度似乎可以無限制地增加,。