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首先说一下吸附理论,最著名的当然是单层吸附Langmuir,多层BET理论,还有Freundlich吸附等温式。Kelvin提出的毛细凝聚,解释了介孔回滞环,BJH的中孔孔径分布,还有HK的微孔孔径分布,因此对应的就是BET比表面积,BJH中孔分布(后面会详细介绍BJH和DH),HK微孔分布等结果
2. 吸附等温线IUPAC的六种吸附等温线,辛勤老师书中已经介绍的很详细,我就不班门弄斧,不过需要说明的一点是,这是包括微孔,介孔,大孔的曲线,而回滞环吸附等温线只是针对介孔IV型吸附线的细分而言,微孔和大孔是不存在的,很多人把这两个搞混淆。这里直接放上来对比下
I 型等温线在较低的相对压力下吸附量迅速上升,达到一定相对压力后吸附出现饱和值,似于Langmuir 型吸附等温线。只有在非孔性或者大孔吸附剂上,该饱和值相当于在吸附剂表面上形成单分子层吸附,但这种情况很少见。大多数情况下,I 型等温线往往反映的是微孔吸附剂(分子筛、微孔活性炭)上的微孔填充现象,饱和吸附值等于微孔的填充体积。可逆的化学吸附也应该是这种吸附等温线。
II 型等温线反映非孔性或者大孔吸附剂上典型的物理吸附过程,这是BET 公式最常说明的对象。由于吸附质于表面存在较强的相互作用,在较低的相对压力下吸附量迅速上升,曲线上凸。等温线拐点通常出现于单层吸附附近,随相对压力的继续增加,多层吸附逐步形成,达到饱和蒸汽压时,吸附层无穷多,导致试验难以测定准确的极限平衡吸附值。
III 型等温线十分少见。等温线下凹,且没有拐点。吸附气体量随组分分压增加而上升。曲线下凹是因为吸附质分子间的相互作用比吸附质于吸附剂之间的强,第一层的吸附热比吸附质的液化热小,以致吸附初期吸附质较难于吸附,而随吸附过程的进行,吸附出现自加速现象,吸附层数也不受限制。BET公式 C 值小于2时,可以描述III 型等温线。
IV 型等温线与II 型等温线类似,但曲线后一段再次凸起,且中间段可能出现吸附回滞环,其对应的是多孔吸附剂出现毛细凝聚的体系。在中等的相对压力,由于毛细凝聚的发生IV 型等温线较II 型等温线上升得更快。中孔毛细凝聚填满后,如果吸附剂还有大孔径的孔或者吸附质分子相互作用强,可能继续吸附形成多分子层,吸附等温线继续上升。但在大多数情况下毛细凝聚结束后,出现一吸附终止平台,并不发生进一步的多分子层吸附。
V 型等温线与III 型等温线类似,但达到饱和蒸汽压时吸附层数有限,吸附量趋于一极限值。同时由于毛细凝聚地发生,在中等的相对压力等温线上升较快,并伴有回滞环。
VI 型等温线是一种特殊类型的等温线,反映的是无孔均匀固体表面多层吸附的结果(如洁净的金属或石墨表面)。实际固体表面大都是不均匀的,因此很难遇到这种情况。