比表面積和孔徑計(jì)算BETBJH1精選課件吸附現(xiàn)象:

吸附作用指的是一種物質(zhì)的原子或分子附著在另一種物質(zhì)表面上的過(guò)程-----物質(zhì)在界面上變濃的過(guò)程。界面上的分子與相里面的分子所受的作用力不同而引起的。*氣－固接觸面來(lái)說(shuō)，由于固體表面分子受力不均衡，就產(chǎn)生一個(gè)剩余力場(chǎng)，這樣就對(duì)氣體分子產(chǎn)生吸附作用。*吸附的分子仍是在不斷運(yùn)動(dòng)的（例如振動(dòng)）。*氣體分子能克服固體表面的引力，會(huì)離開(kāi)表面造成脫附。*吸附與脫附之間可以建立動(dòng)態(tài)平衡.2精選課件吸附劑:具有吸附能力的固體物質(zhì).吸附質(zhì):被吸附劑所吸附的物質(zhì),(如氮?dú)?.

通常采用氮?dú)?氬氣或氧氣為吸附質(zhì)進(jìn)行多孔物的比表面,孔體積,孔徑的大小和分布的測(cè)定.也可通過(guò)完整的吸附脫附曲線計(jì)算出介孔部分和微孔部分的體積和表面積等.吸附平衡等溫線:以壓力為橫坐標(biāo),恒溫條件下吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量為縱坐標(biāo)的曲線.

通常用比壓(相對(duì)壓力)p/p0表示壓力,p

為氣體的真實(shí)壓力,p0為氣體在測(cè)量溫度下的飽和蒸汽壓.3精選課件

Brunauer分類的五種等溫線類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型曲線是凸形Ⅲ、Ⅴ型是凹形4精選課件Ⅰ型等溫線相當(dāng)于朗格謬爾單層可逆吸附過(guò)程。Ⅱ型等溫線相當(dāng)于發(fā)生在非孔或大孔固體上自由的單一多層可逆吸附過(guò)程，位于p/p0=0.05-0.10的B點(diǎn)，是等溫線的第一個(gè)陡峭部，它表示單分子層飽和吸附量。Ⅲ型等溫線不出現(xiàn)B點(diǎn)，表示吸附劑與吸附質(zhì)之間的作用很弱.相對(duì)壓力p/p0吸附量ν5精選課件Ⅳ型等溫線是一種特殊類型的等溫線，反應(yīng)的是固體均勻表面上諧式多層吸附的結(jié)果。（有毛細(xì)凝聚現(xiàn)象發(fā)生）Ⅴ型等溫線很少遇到，而且難以解釋，雖然反映了吸附質(zhì)與吸附劑之間作用微弱的Ⅲ型等溫線特點(diǎn)，但在高壓區(qū)又表現(xiàn)出有孔充填（毛細(xì)凝聚現(xiàn)象）。6精選課件

Ⅳ型、Ⅴ型曲線則有吸附滯后環(huán)的可能原因

吸附時(shí)有孔壁的多分子層吸附和在孔中凝聚兩種因素產(chǎn)生，而脫附僅由毛細(xì)管凝聚所引起。這就是說(shuō)，吸附時(shí)首先發(fā)生多分子層吸附，只有當(dāng)孔壁上的吸附層達(dá)到足夠厚度時(shí)才能發(fā)生凝聚現(xiàn)象；而在與吸附相同的p/p0比壓下脫附時(shí)，僅發(fā)生在毛細(xì)管中的液面上的蒸汽，卻不能使p/p0下吸附的分子脫附，要使其脫附，就需要更小的p/p0

，故出現(xiàn)脫附的滯后現(xiàn)象，實(shí)際就是相同p/p0下吸附的不可逆性造成的。7精選課件多分子層吸附等溫方程

——BET吸附等溫式

單分子層吸附等溫方程無(wú)法描述除Ⅰ型等溫線以外的其他等溫線。為了解決這個(gè)困難，布朗諾爾（Brunauer）、埃米特（Emmett）和泰勒（Teller）提出了多分子層吸附模型，并且建立了相應(yīng)的吸附等溫方程，通常稱為BET等溫方程。BET模型假定：吸附表面在能量上是均勻的，即各吸附位具有相同的能量；被吸附分子間的作用力可略去不計(jì)；固體吸附劑對(duì)吸附質(zhì)——?dú)怏w的吸附可以是多層的，第一層未飽和吸附時(shí)就可由第二層、第三層等開(kāi)始吸附，因此各吸附層之間存在著動(dòng)態(tài)平衡；自第二層開(kāi)始至第n層（n→∞），各層的吸附熱都等于吸附質(zhì)的液化熱。8精選課件多分子層吸附等溫方程

——BET吸附等溫式

按照朗格謬爾吸附等溫方程的推導(dǎo)方法同樣可得到BET吸附等溫方程：（1-12）式中p0――吸附溫度下吸附質(zhì)的飽和蒸汽壓；

vm——單分子層飽和吸附量；

C——BET方程C常數(shù)，其值為exp{(E1-E2)/RT},

E1為第一吸附層的吸附熱。由式（1-12）可見(jiàn)，當(dāng)物理吸附的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按p/v(p0-p)與p/p0作圖時(shí)應(yīng)得到一條直線。直線的斜率m=(C-1)/(vmC),在縱軸上的截距為b=1/(vmC)，所以

(1-13)(1-14)9精選課件根據(jù)直線的斜率和截距,可求出形成單分子層的吸附量Vm=1/(斜率+截距)和常數(shù)C=斜率/截距+1.以P/V(P0-P)對(duì)P/P0作圖,得一直線510精選課件BET吸附等溫方程（1-12）――――單層飽和吸附量vm：

(1-13)

設(shè)每一個(gè)吸附分子的平均截面積為Am(nm2)，此Am就是該吸附分子在吸附劑表面上占據(jù)的表面積：

(1-14)式中NA——阿伏伽德羅常數(shù)（6.02x1023）。11精選課件*埃米特和布郎諾爾曾經(jīng)提出77K（-195℃）時(shí)液態(tài)六方密堆積的氮分子橫截面積取0.162nm2，將它代入式（1-14）后，簡(jiǎn)化得到BET氮吸附法比表面積的常見(jiàn)公式：

(1-15)*實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多數(shù)催化劑的吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按BET作圖時(shí)的直線范圍一般是在p/p00.05-0.35之間。*C常數(shù)與吸附質(zhì)和表面之間作用力場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。給定不同的C值，并以v/vm對(duì)p/p0作圖，就得到下圖的一組曲線。12精選課件常數(shù)c作參數(shù)，以吸附重量或吸附體