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采用INNES方法分析介孔分子篩 (IV 型吸附等溫線(xiàn))

采用INNES方法分析介孔分子篩 (IV 型吸附等溫線(xiàn))
麥奇克/Microtrac  2022-04-21  |  閱讀:2511

通過(guò)吸附等溫線(xiàn)來(lái)分析介孔材料的孔徑分布時(shí),總是有必要假設(shè)孔的形狀。使用BJH理論會(huì)假設(shè)孔的形狀為圓柱形,而使用INNES會(huì)假設(shè)孔的形狀為狹縫型。在INNES方法中,彎月面半徑的計(jì)算方式同BJH一樣,都是通過(guò)開(kāi)爾文方程進(jìn)行計(jì)算,并且校正了厚度層,孔徑計(jì)算公式見(jiàn)公式1。如圖1所示,當(dāng)孔形狀為狹縫型時(shí),在吸附過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)毛細(xì)冷凝現(xiàn)象,而發(fā)生在脫附曲線(xiàn)一側(cè),所以有必要用脫附曲線(xiàn)來(lái)計(jì)算孔分布。

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從SEM圖中可以看出,銨離子型ZSM-5是一種尺寸為200nm的多面體層狀瓷磚型團(tuán)聚顆粒。目前已證實(shí),通過(guò)535℃常壓下加熱3小時(shí)制備得到的酸型ZSM-5在顆粒層之間由狹縫型微孔結(jié)構(gòu)組成。圖2顯示了酸型ZSM-5在77.4K下的N2的脫附等溫線(xiàn),回滯環(huán)在相對(duì)壓力P/P0=0.42處閉合證明了介孔的存在。并且,吸附等溫線(xiàn)也顯示出I型和IV型復(fù)合曲線(xiàn),表明顆粒間存在微孔。

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圖3顯示了INNES曲線(xiàn),酸型ZSM-5的介孔分布中顯示峰值孔徑分布在2nm和5nm左右。除了一些特殊的低壓區(qū)滯后現(xiàn)象,在77.4K的N2吸附曲線(xiàn)中,無(wú)論孔徑大小,脫附曲線(xiàn)和吸附曲線(xiàn)會(huì)在P/P0=0.42處重疊(見(jiàn)圖2)。這是由于在吸附溫度下吸附的物理性質(zhì)引起的,如右下圖所示,由于孔隙中吸附相凝聚形成的氣穴現(xiàn)象造成。因此,當(dāng)通過(guò)發(fā)生氣穴的脫附曲線(xiàn)分析孔徑分布時(shí),在2-3nm處總會(huì)出現(xiàn)孔徑峰值,但這并不是材料的孔隙,實(shí)際上是一個(gè)假峰。所以此材料的峰值孔徑為5 nm。這個(gè)材料的微孔分析會(huì)在另外一個(gè)應(yīng)用報(bào)告中描述(No.13)。

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