BET物理吸附常见测试问题(三)

一.孔宽是如何分类的？

       按照国际纯粹与应用化学协会（IUPAC）在1985年的定义和分类，孔宽即孔直径（对筒形孔）或两个相对孔壁间的距离（对裂隙孔）。因此：

(i)微孔（micropore）是指内部孔宽小于2nm的孔；

(ii)介孔（mesopore）是宽度介于2nm到50nm的孔；

(iii)大孔（macropore）是孔宽大于50nm的孔。

2015年，IUPAC对孔径分类又进行了细分和补充，即：

(iv)纳米孔（nanopore）：包括微孔、介孔和大孔，但上限仅到100nm；

(v)超微孔（ultramicropore）：孔宽小于0.7nm的较窄微孔；

(vi)极微孔（supermicropore）：孔宽大于0.7nm 的较宽微孔。

       这些方法包括气体吸附法、压汞法、电子显微镜法（SEM或TEM）、小角X光散射（SAXS）和小角中子散射（SANS）等。2010年，美国分散技术公司（DT）和美国康塔仪器公司还联合开发了电声电振法，比利时Occhio公司开发了图像法大孔分析技术。总体来说，每种方法都在孔径分析方面有其应用的局限性。

       纵观各种孔径表征的不同方法，气体吸附法是最普遍的方法，因为其孔径测量范围从0.35nm到100nm以上，涵盖了全部微孔和介孔，甚至延伸到大孔。另外，气体吸附技术相对于其它方法，容易操作，成本较低。如果气体吸附法结合压汞法，则孔径分析范围就可以覆盖从大约0.35nm到1mm的范围。气体吸附法也是测量所有表面的最佳方法，包括不规则的表面和开孔内部的面积。

三.什么是吸附？它与吸收有什么区别？

       固体表面的气体与液体有在固体表面自动聚集，以求降低表面能的趋势。这种固体表面的气体或液体的浓度高于其本体浓度的现象，称为固体的表面吸（adsorption）。整个固体表面吸附周围气体分子的过程称为气体吸附。事实证明，监测气体吸附过程能够得到丰富的关于固体特征的有用信息。

       当吸附物质分子穿透表面层，进入松散固体的结构中，这个过程叫吸收（absorption）。有时，区分吸附和吸收之间的差别是困难的，甚至是不可能的，这样，更方便或更广泛使用的术语吸着（sorption）就包含了吸附和吸收这两种现象，以及由此导出的术语：吸着剂（sorbent），吸着物（sorbate）和吸着物质或吸着性（sorptive）。

       当吸附（adsorption）用于表示过程时，其对应的的逆过程是脱附（解吸,desorption）。在脱附过程中，由于分子热运动，能量大的分子可以挣脱掉束缚力而脱离表面，吸附量逐渐减小。名词“吸附”和“脱附”后来作为形容词，表示用实验测定吸附量的走向研究，即吸附曲线（或点）或脱附曲线（或点）。当吸附曲线和脱附曲线不重合时，会产生吸附回滞（）Adsorption hysteresis）。

四.吸附的本质是什么？

       一切物质都是由分子组成的，而原子构成了分子的基础。气态的原子和分子可以自由地运动。相反，固态时原子由于相邻原子间的静电引力而处于固定的位置。但固体最外层（或表面）的原子比内层原子周围具有更少的相邻原子。这种最外层原子的受力失衡导致了表面能的产生。固体表面上的原子与液体一样，受力都是不均匀的，但是它不像液体表面分子可以移动，而是定位的。因此，大多数固体比液体具有更高的表面能。为了弥补这种静电引力不平衡，表面原子就会吸附周围空气中的气体分子。

       当一个颗粒被切割成超细粉体时，因表面积迅速增加，而导致极高的表面能，从而导致颗粒间（固-固作用）发生团聚或聚集以降低表面能。

五.什么是吸附剂、吸附质、吸附物质和吸附空间？

       在一般情况下，吸附被定义为在一个界面的附近富集分子，原子或离子的现象。在气/固系统的情况下，吸附发生在邻近固体表面的结构上。发生吸附的固体材料称为吸附剂（adsorbent）；处于被吸附状态的物质称为吸附质（adsorbate）；处于流动相中，但与吸附质组成相同的物质称为（被）吸附物质（adsorptive）。吸附空间是指由吸附质所占空间。吸附过程是物理吸附或化学吸附。

       吸附系统是由三个区域组成的：固体，气体和吸附空间（例如，吸附层）。吸附空间的内容量就是吸附量（the amount adsorbed）。吸附量依赖于体积、质量和吸附空间。

总结

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