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高压气体等温吸附仪

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高压气体等温吸附仪相关的论坛

  • 有关VOC等温吸附/脱附测定的问题

    我现在想表征一些多孔材料对VOC吸附,脱附的性能。由于以前没做过,所以很多基本的东西不太了解,希望能解答一下。1.很多论文上都列出了氮气和VOC等温吸附的曲线,那么请问当测定VOC的等温吸附时,作为横坐标的VOC分压如何得知?(实验采用鼓泡装置,将氮气通入易挥发有机溶剂中)2.同上实验,最终的饱和吸附量如何得知?实验采用动态吸附,即氮气/VOC混合气体从一端进入装有吸附剂的管子,再从另一端流出。监控出口处VOC浓度的变化,根据浓度-时间曲线判断吸附程度如何。如何才能得知究竟多少量的VOC是被吸附到多孔材料上了?

  • 【原创大赛】官人代发:“诡异”的物理吸附等温线

    【原创大赛】官人代发:“诡异”的物理吸附等温线

    [b]作者:[/b]丁延伟,[color=#2d374b]中国科学技术大学理化科学实验中心副主任。[/color]通过物理吸附技术可以得到固体材料的比表面积、孔径分布、孔隙度、表面性质等结构信息,其在物理、化学、材料、生物、环境等学科中得到日益广泛的应用。实验上,利用专业的商品化的物理吸附仪或化学吸附仪,先将吸附剂在一定温度下以真空或吹扫气的形式对其进行彻底脱气,再在恒定温度下,控制吸附质与载气的分压,使吸附体系逐步达到平衡。这种通过控制吸附质分压与相应的平衡吸附量的关系所得到的实验曲线即为吸附等温线。[b]习惯上,将由实验得到的吸附和脱附过程得到的等温线统称为吸附等温线。[/b]多年来,许多研究者对各类吸附等温线提出了许多吸附相互作用理论,并推导出了等温吸附公式,如Henry吸附式、Freundlich吸附式、Langmuir理论、BET吸附理论等,并依托于这些理论表征吸附剂的结构与成分,如比表面积、孔容积、孔径分布等信息。实验上,用于测量材料的物理吸附性质的仪器主要有容量法和重量法两种,其中以容量法更为常用。容量法测量物理吸附的仪器又分为流动法和静态法两种。静态容量法由于待测样品是在固定容积的样品管中,吸附质相对动态法不流动。该方法测量是在等温(通常用液氮)条件下,向样品管内通入一定量的吸附质气体(通常为N[sub]2[/sub]),通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压,由气体状态方程(通常为理想气体状态方程)得到该分压点的吸附量。测量过程中逐渐增加吸附质气体使吸附平衡压力逐渐变大,最终得到吸附等温线。通过逐渐吸附质气体被抽走来降低吸附平衡压力,得到脱附等温线(如图2)。由于气体在固体表面的吸附状态多种多样,由此所得到的吸附等温线也不是一成不变的。2015年8月,国际化学领域最权威的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了最新的比表面积和孔参数分析的气体吸附分析规范。图1为物理吸附等温线的最新分类方法,实际由实验得到的各种吸附等温线大多是这六类等温线的不同组合。[align=center][img=,348,510]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170935179761_1197_3224499_3.jpg!w348x510.jpg[/img] [/align][align=center]图1物理吸附等温线的最新分类[/align][align=center][img=,340,280]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170935287586_8445_3224499_3.jpg!w340x280.jpg[/img][/align][align=center]图2 典型氮气吸脱附等温线[/align]理论上,通过实验得到的等温线为累积吸附量。也就是说,在吸附过程中,随着压力的持续增加,吸附量应保持不变(即在该压力下没有发生吸附)或持续增加(即在该压力下发生了吸附)。而在脱附过程中,随着压力的持续减小,在相应的压力下吸附的气体分子逐渐脱离样品的表面。理论上,如果不考虑表面张力的作用,吸附曲线与脱附曲线应保持重合(图3)。由于表面张力作用的存在,导致在某一压力下吸附的分子不能在该压力下发生脱附。随着压力的进一步下降,这部分吸附的分子会进一步发生脱附,由此得到的吸附线与脱附线之间并不重合,形成了如图2所示的滞后环。在0.4~0.95之间的滞后环通常被看作介孔材料的典型特征。[align=center][img=,452,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170935450026_3092_3224499_3.jpg!w452x367.jpg[/img][/align][align=center]图3[/align]然而,在实际上通过物理吸附实验得到的等温线与图1中IUPAC提出的分类方法并不一致,本文结合实验中得到的一些“诡异”的等温线谈一下这些引起这些诡异的等温线的原因,并给出相应的解决方案。概括来说,常见的异常等温线主要分为以下几类:[b]1 吸附支正常,脱附支逐渐与吸附支交叉并处于吸附等温线的下方[/b]这种类型的等温线如图4所示,图中红色曲线对应于吸附过程,紫色曲线则对应于脱附过程。由图可见,在脱附过程中,随着相对压力的减小,脱附支逐渐下降,在相对压力P/P[sub]0[/sub]=0.65处与吸附支相交,并保持持续降低。在相对压力低于0.65的压力范围内的吸附量始终低于吸附支所对应的数值。[align=center][img=,480,405]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170935588561_2093_3224499_3.jpg!w480x405.jpg[/img][/align][align=center]图4[/align]图4中的这种现象主要是由于在实验过程中液氮液面的逐渐下降,导致样品所处的等温环境发生的变化,温度逐渐升高引起的。图4中的等温线多见于吸附量较大的多孔材料。对于这类材料除了应选择合适的样品量之外(不宜加入过多的样品量,由此会导致实验时间延长),还应注意根据实验所使用的杜瓦瓶的容积来及时添加液氮,使样品始终处于等温的环境下。[b]2. 吸附支基本正常,脱附支在实验过程中始终处于吸附支的下方[/b]如图5所示,所得到的等温线的吸附支基本正常,但等温线的脱附支始终处于吸附支的下方。与第一种情形类似,如果实验在较短的时间内完成(排除液氮液面的下降因素),此时应考虑样品量和脱气条件等因素。较少的样品量会引起测量的吸附量的绝对值降低,造成测量数据的准确性下降。另外如果脱气温度设置不当,也会产生类似的现象。过低的脱气温度会引起在表面或者孔道中存在的溶剂或水分子无法有效地去除而造成堵塞现象,过高的脱气温度则会造成孔道或者表面的塌缩,从而引起吸附量的下降。避免这种现象的有效方法是选择更多的样品量或者设定合适的脱气条件。[align=center][img=,560,467]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170936126460_5937_3224499_3.jpg!w560x467.jpg[/img][/align][align=center]图5[/align][b]3. 等温线的吸附支和脱附支在较高的相对压力下的吸附量随压力的升高而下降[/b]这种异常的等温线的吸附支和脱附支在较高的相对压力下的吸附量随压力的升高而下降,如图6和图7所示。如前所述,通过实验得到的等温线为累积吸附量。也就是说,在吸附过程中,随着压力的持续增加,吸附量应保持不变(即在该压力下没有发生吸附)或持续增加(即在该压力下发生了吸附)。由于脱附支曲线所对应的吸附量应大于等于吸附支所对应的吸附量,因此这类等温线得到的数据为异常数据,由等温线计算得到的孔径分布曲线、比表面积、孔容积等数据均是异常的数据。这种现象是由于在实验过程中使用了较少的样品量和不合适的脱气条件造成的,应选择更多的样品量或者设定合适的脱气条件。[align=center][img=,412,344]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170936274501_1625_3224499_3.jpg!w412x344.jpg[/img][/align][align=center]图6[/align][align=center][img=,436,374]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170936394117_5512_3224499_3.jpg!w436x374.jpg[/img][/align][align=center]图7[/align][b]4. 等温线的吸附支和脱附支之间出现了两个交点,呈8字形[/b]这种类型的等温线的吸附量随着相对压力的升高整体保持增加的趋势,但在脱附过程中的脱附支曲线与吸附支有出现了两个交点,呈8字形,如图8所示。由于这种类型的等温线有一段(图8中P/P0在0.5-0.8之间)出现了脱附支所对应的吸附量位于吸附支曲线所对应的吸附量的现象,因此为异常曲线。这种类型的等温线通常是由于在实验过程中使用了较少的样品量和不合适的脱气条件造成的,应选择更多的样品量或者设定合适的脱气条件。[align=center][img=,560,467]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170936549772_8663_3224499_3.jpg!w560x467.jpg[/img][/align][align=center]图8[/align][b]5 等温线的吸附支和脱附支不闭合[/b]如图9和图10所示,等温线的吸附支和脱附支之间并没有发生了闭合现象,这种现象与图1 中的IUPAC所描述的几种类型的等温线出现了偏离。文献中对于这种类型的等温线也给出了不同的解释。理论上,出现这种不闭合的现象是由于发生了不可逆吸附造成的。在实际的数据分析过程中,应首先排除样品量和脱气条件的影响,如果这些条件都没有问题的话应结合样品的性质对于这种现象给出合理的解释。通常可以通过调整样品量和脱气条件来改善这种现象。对于不可逆吸附过程而言,可以通过不更换样品管原位多次重复吸附来证实。[align=center][b][/b][/align][align=center][img=,400,345]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170937072894_6250_3224499_3.jpg!w400x345.jpg[/img][/align][align=center]图9[/align][align=center][img=,420,378]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910170937199101_3189_3224499_3.jpg!w420x378.jpg[/img][/align][align=center]图10[/align]

  • 高压气体取样用于GC测试

    [color=#444444]本人想用GC测试高压反应釜中的不同时间段气体情况,由于反应釜的压力较大,最大达到10MPa左右,并且要求取得测试的气体较少,对反应釜的压力影响小,不知道怎么取出高压气体?看文献中采用了的是反应釜与GC通过针阀连接,GC与高压取样系统一起工作,请问这个高压取样系统具体是什么?[/color]

  • 【资料】(比表面及孔隙度分析)氩气测定多种沸石的高精度等温吸附线

    [color=#000000][/color][align=center][b][size=5]氩气测定多种沸石的高精度等温吸附线[/size][/b][/align][font='Arial','sans-serif'][size=3][b]K. Nakai*, J. Sonoda, M. Yoshida, M. Hakuman and H. Naono[/b][/size][/font][size=3][font=宋体]日本拜耳公司[/font][font='Arial','sans-serif']BEL Japan, Inc., 1-9-1 Haradanaka, Toyonaka-shi, Osaka, 561-0807, Japan. [/font][/size][size=2][font='Arial','sans-serif']E-mail: [email=kazu@nippon-bel.co.jp][color=windowtext]kazu@nippon-bel.co.jp[/color][/email][/font][/size][b][size=3]简介[/size][/b][size=3][font=宋体]本实验检测了两种不同硅烷醇成分的硅土和两种不同氧化铝(质子)成分的[/font][font='Arial','sans-serif']MFI[/font][font=宋体]沸石的氩气等温吸附(液氩[/font][font='Arial','sans-serif']87.3K[/font][font=宋体])和氮气等温吸附(液氮[/font][font='Arial','sans-serif']77.4K[/font][font=宋体])。硅烷醇或质子含量变化对氮气吸附有显著影响,但对氩气吸附的影响非常小。我们在相对压力[/font][i][font='Arial','sans-serif']p[/font][/i][font='Arial','sans-serif']/[i]p[/i][/font][/size][font='Arial','sans-serif']o[/font][font='Arial','sans-serif'][size=3]=10[/size][/font][sup][size=2][font='Arial','sans-serif']–7[/font][/size][/sup][size=3][font='Arial','sans-serif']–0.99[/font][font=宋体]的范围内对七种不同微孔大小的沸石进行了氩气的吸附测定。这七种沸石分别是:[/font][font='Arial','sans-serif']MFI (ZSM-5)[/font][font=宋体]、[/font][font='Arial','sans-serif']MTW (ZSM-12)[/font][font=宋体]、[/font][font='Arial','sans-serif']AFI (SSZ-24)[/font][font=宋体]、[/font][font='Arial','sans-serif']AFI (AlPO-5)[/font][font=宋体]、[/font][font='Arial','sans-serif']VFI (VPI-5) [A[/font][font=宋体]组[/font][font='Arial','sans-serif']] [/font][font=宋体]以及[/font][font='Arial','sans-serif']LTA (A[/font][font=宋体]型[/font][font='Arial','sans-serif']-Ca)[/font][font=宋体]、[/font][font='Arial','sans-serif'] FAU (Y[/font][font=宋体]型[/font][font='Arial','sans-serif']) [B[/font][font=宋体]组[/font][font='Arial','sans-serif']][/font][font=宋体]。[/font][font='Arial','sans-serif']A[/font][font=宋体]组沸石的微孔通道不含笼结构,而[/font][font='Arial','sans-serif']B[/font][font=宋体]组有笼结构和窗口效应。研究发现:[/font][font='Arial','sans-serif']A[/font][font=宋体]组沸石氩气原子的[/font][font='Arial','sans-serif']Polanyi[/font][font=宋体]吸附势只与孔通道尺寸密切相关,而[/font][font='Arial','sans-serif']B[/font][font=宋体]组沸石氩气原子吸附势与笼尺寸和孔通道大小都相关。[/font][font='Arial','sans-serif'][/font][/size][font='Arial','sans-serif']……Prior to gas adsorption measurement, the zeolite samples were pretreated in vacuo at 623 K for 10 h. The adsorption isotherms of Ar at 87.3 K (boiling point of liquid argon) and of N[/font][font='Arial','sans-serif']2 [/font][font='Arial','sans-serif']at 77.4 K (boiling point of liquid nitrogen) were measured by [i][b]BELSORP-max[/b][/i], which has three pressure transducers of 0.0133 kPa, 1.33 kPa and 133 kPa in full scale. ……[/font][font='Arial','sans-serif'][/font][font='Arial','sans-serif'][size=3]From Zeolites to Porous MOF Materials – the 40th Anniversary of International Zeol ite Conf erenc e[/size][/font][size=3][font=宋体]选自[/font][font='Arial','sans-serif']“[/font][font=宋体]从沸石到多孔[/font][font='Arial','sans-serif']MOF[/font][font=宋体]材料[/font][font='Arial','sans-serif']”— [/font][font=宋体]第[/font][font='Arial','sans-serif']40[/font][font=宋体]届国际沸石大会[/font][font='Arial','sans-serif'][/font][/size][size=3][font='Arial','sans-serif']R. Xu[/font][font=TimesNewRoman][font=Calibri]徐如人[/font][/font][font='Arial','sans-serif'], Z. Gao,[/font][font=TimesNewRoman][font=Calibri]高滋[/font][/font][font='Arial','sans-serif'] J. Chen and W. Yan[url=http://mezeopor.jlu.edu.cn/cnversion/ywf/yanwf.jsp][font=TimesNewRoman]闫文付[/font][/url] (Editors)[/font][font=Calibri][font=TimesNewRoman]等[/font][font='Arial','sans-serif'][/font][/font][/size][font='Arial','sans-serif'][size=3]. 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.[/size][/font][font='Arial','sans-serif'][/font]

  • 【分享】高压气体钢瓶的正确使用

    1 高压气体钢瓶内装气体的分类 (1)压缩气体 临界温度低于-10℃的气体,经加高压压缩,仍处于气态者称压缩气体,如氧、氮、氢、空气、氩、氮等。这类气体钢瓶若设计压力大于或等于12MPa(125kg/cm2)称高压气瓶。 (2)液化气体 临界温度≥10℃的气体,经加高压压缩,转为液态并与其蒸气处于平衡状态者称为液化气体。临界温度在-10℃至70℃者称高压液化气体,如二氧化碳、氧化亚氮。临界温度高于70℃,且在60℃时饱和蒸气压大于0.1MPa者称低压液化气体,如氨、氯、硫化氢等即是。 (3)溶解气体 单纯加高压压缩,可产生分解、爆炸等危险性的气体,必须在加高压的同时,将其溶解于适当溶剂,并由多孔性固体物充盛。在15℃以下压力达0.2MPa以上,称为溶解气体(或称气体溶液),如乙炔。 从气体的性质分类可分为剧毒气体,如氟、氯等;易燃气体,如氢、一氧化碳等;助燃气体,如氧、氧化亚氮等;不然气体,如氮、二氧化碳等。

  • 高压气体使用需注意安全

    提醒各位版友在使用高压气体时一定要注意安全,经常检查减压阀,总阀是否完好漏气,今天开机刚换了瓶氩气,装好减压器,一开总阀,就喷了,还好不是完全喷开,最后尝试着关住了,吓了我一跳~赶紧换了瓶气,换了一个新的减压器,所以使用时一定要注意安全!

  • 高压气体基因枪的标准操作程序(SOP)

    关键词:Gj-1000高压气体基因枪目的:Gj-1000高压气体基因枪的正确使用酵母基因枪转化一 钨粉的制备1. 60mg(w)放在离心管中加入无水乙醇,用超声波粉碎机至手感温度发烫;2. 1000r/min离心10s,去掉上清液;3. 加1ml无水乙醇,漩涡振荡3~5分钟;4. 静止1分钟;5. 1000r/min离心10s,去掉上清液;6. 加1ml消毒蒸馏水,旋涡振荡,离心沉淀,弃掉上清液;7. 重复(6)三次;8. 在沉淀的金粉或钨粉中加入50%甘油,浓度为60mg(钨粉)/ml。二 DNA子弹的制作1. 振荡50%甘油中的钨粉,使之成为悬浮液;2. 取50μl的悬浮液于离心管中(此管可以打6枪,根据实验样品的多少与分成几个小管);3. 取一个小管在液体上的壁处用加样器加入5~10μl的质粒DNA(浓度为1μg/μl),振荡30s,再在小管壁上加入20μl亚精胺(0.1M),振荡30s。边振荡便加入50μlCaCl2溶液(2.5M),漩涡振荡30s~1min,之后静置1min,重复(漩涡振荡30s~1min,之后静置1min)5次左右,冰上静止30min,15000r/min离心10s,弃掉上清液;4. 加入150μl70%的乙醇,吹打一下沉淀,若沉淀均匀散开,则离心(3000r/min 10s),弃掉上清液,加入无水乙醇,进入第(5)步操作。若吹打不散,则用超声波振散,条件为,加70%的乙醇600μl,功率200W,超声波作用1s,4~6次,然后离心,弃掉上清液;5. 加入250μl无水乙醇,不破坏沉淀,静置1min,离心(1000r/min 10s)弃掉上清液;6. 加入大于60μl无水乙醇振荡使成为悬浮液,如悬浮良好,可将此悬浮液用加样器取10μl分别滴在钢膜上,共可加样在6片钢膜上。这样平均每片钢膜为:0.5mg钨粉,0.8μgDNA(以5μl质粒DNA计,质粒多一些效果会好一点)。三 实验前的准备1. 75%的已醇对枪室,样品圆筒室及气体加速管包括封口螺母进行消毒灭菌;2. 将可破裂圆膜在100%乙醇中浸泡15min消毒,然后再无菌条件下干燥:钢膜则在121℃高温消毒20min后烘干(也可用75%乙醇消毒);3. 清洁高压管道,在新装基因枪或重新移动位置时,连接高压气体钢瓶与压力调节阀、表系统的的高压管道的一端接口,另一端先不与基因枪的接口相连,握住此端朝向地面,使钢瓶放气(小流量)冲洗此管1~2s,再连接到基因枪上;4. 消毒操作工具。四 操作步骤1. 打开气体瓶阀,调节压力使发射压力达到试验工作要求的范围;2. 开动真空泵;3. 选择所需压力的爆破膜(100MP),将它放在钢膜螺母的内圆孔的台肩上,将钢膜螺母旋在储气仓螺口上,用球形扳手将螺母旋紧 ,确保不漏气;4. 将涂有DNA微粒的钢膜的放在钢膜架上,等干后用镊子夹起放在弹膜架的圆孔中(带有微粒的一面朝下),旋紧钢膜封口螺母;5. 用镊子将涂有待转化酵母的YPD平板放入基因枪样品架上,此样品架可在样品室内选择合适的位置(4.5cm);6. 将已装上DNA的弹膜座装在已装好样品的样品室,安装方法:将手柄往下移并旋转至卡住,这样发射腔筒下平面与升降座上平面之间扩大了空间,可将将样品室与弹膜座放在升降底座上,当手柄放开后,样品室上升,是三件体结合在一起,件与件之间都有密封圈密封;7. 按下真空开关,真空泵开始工作,真空表指示针指示真空下降,当真空度达到0.085~0095Mpa时,即可按高压触发按钮向储气仓内充气,(若真空抽不上,可能三件体没有合上,可移动一下三件体),同时观察高压气体监测表的的压力值。在达到爆破膜的爆破压力时,瞬间产生一个气体冲击波轰击钢膜,同时钢膜表面的微弹(包覆DNA微粒)通过垫网继续高速飞行射入靶细胞;8. 关闭真空按钮,按下真空释放钮,使系统卸荷并将样品取出。这样一次基因导入试验完毕;9. 按下手柄,取出样品室与弹膜座,从样品室的样品皿座上取出样品皿,盖上盖子,编号记录实验内容及条件;10. 从弹膜座圆孔穴中取出钢膜,接着拧下封口螺母,从圆孔台肩上取出已穿孔的爆破膜;11. 从步骤3开始重复操作,完成所有的样品处理;12. 关机:枪用完后应关闭氦气瓶阀,并在真空泵仍处在工作状态,按下高压触发开关是氦气压解除。关闭电源总开关。从插座上拔下电源线插头;13. 实验完毕后进行整理清洁工作。一般用75%的乙醇清洗。

  • 高压气体钢瓶的分类储存规定

    高压气体钢瓶的分类储存规定

    高压气体钢瓶的分类储存规定气体性质气体名称不准共同储存的物品种类可燃气体氢、甲烷、乙烯、丙烯、乙炔、液化石油气、丙烯、甲醚、液态烃、氯甲烷、一氧化碳除惰性不燃气体(如氮、二氧化碳、氖、氩)外、不准和其他种类易燃、易爆物品共同储存助燃气体氧、压缩空气、氯(兼有毒性)除惰性不燃气体和有毒物品(如光气、氯化苦、五氧化二砷、氰化钾)外,不准和其他种类的易燃、易爆物品共同储存不燃气体氮、二氧化碳、氖、氩除气体、有毒物品和氧化剂(氯化钾、钠;硝酸钾、钠;过氧化钠)外,不准和其他种类的物品共同储存http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/10/201110140839_323637_1618323_3.jpg

  • 乙酸乙酯吸附等温线

    大家好,有人做过土壤对乙酸乙酯的吸附实验吗?吸附等温线是怎么做的,不同浓度的乙酸乙酯怎么配制的,是配制在甲醇还是什么溶剂里,土壤应加多少量?另外,平衡溶液中水中的乙酸乙酯怎么萃取,主要是用什么溶剂来萃取,因为要用GC-FID来测定其含量,所以乙酸乙酯里面不能有水,谢谢!

  • 如何用Excel绘制吸附等温线

    如何用Excel绘制吸附等温线

    GB/T 7702.7测试碘吸附值,如何用Excel绘制吸附等温线?[img=,690,557]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061426451935_6191_3151876_3.jpg!w690x557.jpg[/img]

  • 【原创大赛】如何测量比表面及孔径?一文带你了解气体吸附仪

    测量比表面和孔径分析的方法包括: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)、电声电振法、核磁共振法、图像法大孔分析技术等。其中气体吸附法是常见的分析方法。气体吸附法孔径测量范围从 0.35nm~ 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(不规则的表面和开孔内部的面积)。使用气体吸附法进行分析的仪器常用来测定物质的比表面及孔径特征,也可以直接测量物质的吸附特性,因此也常统称为吸附仪。从实际用途来看,主要包含:比表面及孔径分析仪、多组分气体吸附仪、高压吸附仪、蒸汽吸附仪、真密度仪、化学吸附仪等。气体吸附法原理:当固体表面的原子所处的环境与体相原子不同,它受到一个不平衡的力的作用;因此,当气体与清洁固体表面接触时,将与固体表面发生相互作用;气体在固体表面上出现累积,其浓度高于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url],这种现象称为吸附现象。吸附气体的固体物质成为吸附剂,被吸附的气体成为吸附质。依据吸附剂和吸附质之间的不同作用力,气体吸附分为物理吸附仪和化学吸附仪。物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力(范德华力)所引起,吸附于固体表面的气体分子,不与固体产生化学反应,这种吸附称为物理吸附;利用物理吸附原理测量的仪器被称为物理吸附仪。由于范德华力存在于任何两分子间,所以物理吸附可以发生在任何固体表面上。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来,所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如:活性炭对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。物理吸附的特点是:吸附热小,吸附速度快,无选择性,可逆,通常是发生在接近气体液化点的温度,一般是多层吸附。物理吸附仪可以测定物质的比表面积、平均孔径和孔径分布等,此外也可以直接测试物质吸附性能。化学吸附是吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附,利用化学吸附原理进行测量的仪器被称为化学吸附仪。由于固体表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用。与物理吸附相比化学吸附具有吸附力强、对吸附气体有选择性、单层吸附、通常不可逆,样品不可回收再利用等特点,常用于测定催化剂酸碱活性位、活性金属表面积、金属分散度等。

  • 【求助】活性炭的吸附等温线和吸附动力学有何联系和区别?

    [font=宋体]在用活性炭处理我的目标物了,看了一些文献,有的做动力学研究有的做吸附等温线,都涉及到[/font][font=''Arial'',''sans-serif'']PH[/font][font=宋体]值、初始浓度等因素对其的影响等实验内容,不是很清楚这两套方案的区别和联系,都各自主要研究和说明什么问题呢?有达人解答下不?谢拉[/font][font=''Arial'',''sans-serif''][/font]

  • 【转帖】吸附质氮气气源中的气体杂质对吸附过程的影响

    对于99.995%的高纯吸附载气和吸附质气体,其中的主要杂质气体为水份。假设气源气体中水份的含量为0.004%,则样品处在-195.8℃、30ml/min的流速中120min内停留在粉末表面的水的量为 0.14ml(标况下的体积),而对于500mg比表面积为1m2/g的材料,在其表面形成水的单分子层吸附所需要的水蒸汽的量为:0.12 ml(标况),与实际停留在粉末表面的水量相当,材料表面已经被水分饱和;如果不吹扫处理继续测试,那测试结果将不可能正确。对于色谱法孔径测试需要测试三四十个分压点,影响更是显著,若分压点之间不做吹扫处理,最后得到的结果将不是固体材料本身对氮分子的吸附了,而是包覆了水分子的颗粒对氮分子的吸附了,孔隙也早已被高沸点易吸附气体杂质H2O、CO2饱和。 要消除吸附质气源中的气体杂质H2O、CO2等的影响, 可采用冷阱气体净化装置,冷阱是消除高沸点气体杂质的有效方式;比表面仪配备的冷阱,使本会被样 品吸附的水份等高沸点杂质提前被冷阱捕获,使得经过净化后的高纯氮和高纯氦气体中的水分含量低于10-17Pa,达到超高纯气体状态; 3H-2000系列比表面仪是国内唯一配备冷阱的比表面仪器,这也是该系列仪器能够取得高精度和高分辨率的因素之一。

  • 【金秋计划】易吸附气体的分析

    [font=Arial, 微软雅黑, 宋体][color=#505050]在分析微量含硫、含氯、氨气、甲醇等标准气体时,经常出现分析数据忽高忽低,甚至分析不出来的现象,这主要是因为这些气体的吸附性极强,对取样管线,阀门、和管线中的水含量都有极高的要求,阀门和管线的要求前面已经提到,除此之外,对载气中的水含量要求也很高,载气中水含量过高也会让上述气体与之反应而吸附下来不能进入检测器,所以一定要选择水含量低的载气。同样如果湿度表较大时,进样系统长期暴露在空气中也会出现同样的问题,这就要求进样前最好用干燥氮气将管线将水吹扫干净。为了解决色谱柱的吸附问题,最好先进几个样品将色谱柱进行预饱和。[/color][/font]

  • 请教:关于气体吸附量的测定方法

    本人对于气体吸附量的测定方法不是很清楚,而且也是刚开始接触,主要想做多孔固体对气体的吸附性能,但目前对于如何才能较科学地测定固体对气体的吸附量尚缺乏有关的技术、知识。特向有过这方面经验的老师、先辈们请教!谢谢!e-Mail:zhyg98@163.com

  • 【讨论】气体吸附法的测试原理

    气体吸附法是测量材料比表面积和孔径分布的常用方法。其原理是依据气体在固体表面的吸附特征,在一定的压力下,被测样品表面在超低温下对气体分子可逆物理吸附作用,通过测定出一定压力下的平衡吸附量,利用理论模型求出被测样品的比表面积和孔径分布等与物理吸附有关的物理量。其中氮气低温吸附法是测量材料比表面积和孔径分布比较成熟而且广泛采用的方法。在液氮温度下,氮气在固体表面的吸附量取决于氮气的相对来说压力表(P/P0),P为氮气压力表,P0为液氮温度下氮气的饱和蒸气压,当P/P[0在0.05-0.35范围内时,吸附量与相对压力P/P0符合BET方程,这是氮吸附法测定比表面积的依据;当P/P0符合BET方程,这是氮吸附法测定比表面积的依据,当P/P0≥0.4时,由于产生毛细凝聚现象,氮气开始在微孔中凝聚,通过实验和理论分析,可以测定孔容-孔径分布(孔容随孔径的变化率)。 比表面积是多孔材料、超细粉体材料和催化剂的最重要物性之一。有两种常用的表示方法:一种是单位质量的固体所具有的表面积(m2/g),表示为 Sg=S/m 另一种方法是单位固体具有的表面积(m2/m3),表示为Sv=S/V式中:m-被测样品质量(g); V-被测样品体积(m2). 一般多用第一种方法来表示比表面积,计算比表面积的一般BET公式。假设Vd为吸附量(体积),Vm为单分子层的饱和吸附量,P/P0为N2的相对压力,C为第一层吸附热与凝聚热有关常数,P0为饱和蒸气压,W为样品质量,则BET公式为P/Vd(P0-P)=1/VmC+(C-1)/P/P0式中,P/P0一般选择相对压力在0.05-0.35范围内,仪器可以测得dV值。如果只需要的比表面积,就可以只选P/P0=0.05-0.35之间5点进行测量就可以了,也就是通常所说的五点法确定比表面积。

  • 关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明

    目的:是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念,不会讲太多源头理论,内容不多,力求简明实用。本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践,做个总结一是长久以来的心愿,二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。由于内容是自己的总结和认识,很可能会有部分错误,希望大家能给予建议、批评和指导,好对内容做进一步的完善。★★注意★★我们拿到的数据,只有吸脱附曲线是真实的,比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。经常听到有同学说去做个BET,其实做的不是BET,是氮气等温吸脱附曲线,BET(Brunauer-Emmet-Teller)只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下,得到单层吸附量数据Vm,然后据此算出比表面积,如此而已。◆六类吸附等温线类型  几乎每本类似参考书都会提到,前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类,先由此四人将大量等温线归为五类,阶梯状的第六类为Sing增加。每一种类型都会有一套说法,其实可以这么理解,以相对压力为X轴,氮气吸附量为Y轴,再将X轴相对压力粗略地分为低压(0.0-0.1)、中压(0.3-0.8)、高压(0.90-1.0)三段。那么吸附曲线在: 低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型,ІІ型,Ⅳ型),较多微孔存在时由于微孔内强吸附势,吸附曲线起始时呈І型;低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型,Ⅴ型)。 中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚,介孔分析就来源于这段数据,包括样品粒子堆积产生的孔,有序或梯度的介孔范围内孔道。BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据; 高压段可粗略地看出粒子堆积程度,如І型中如最后上扬,则粒子未必均匀。平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。◆几个常数※ 液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米,形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※ 标况(STP)下1mL氮气凝聚后(假定凝聚密度不变)体积为0.001547mL 例:如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL,则可知总孔容=400*0.001547=400/654=约0.61mL※ STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米 例:BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)=4.354*Vm,其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率+截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明 此等温线属IUPAC 分类中的IV型,H1滞后环。从图中可看出,在低压段吸附量平缓增加,此时N2 分子以单层到多层吸附在介孔的内表面,对有序介孔材料用BET方法计算比表面积时取相对压力p/p0 = 0.10~0.29比较适合。在p/p0 =0.5~0.8左右吸附量有一突增。该段的位置反映了样品孔径的大小,其变化宽窄可作为衡量中孔均一性的根据。在更高p/p0时有时会有第三段上升,可以反映出样品中大孔或粒子堆积孔情况。由N2-吸脱附等温线可以测定其比表面积、孔容和孔径分布。对其比表面积的分析一般采用BET(Brunauer-Emmett-Teller)方法。孔径分布通常采用BJH(Barrett-Joiner- Halenda)模型。◆Kelvin方程  Kelvin方程是BJH模型的基础,由Kelvin方程得出的直径加上液膜厚度就是孔道直径。弯曲液面曲率半径R‘=2γVm/,若要算弯曲液面产生的孔径R,则有R’Cosθ=R,由于不同材料的接触角θ不同,下图给出的不考虑接触角情况弯曲液面曲率半径R‘和相对压力p/po对应图:◆滞后环※滞后环的产生原因  这是由于毛细管凝聚作用使N2 分子在低于常压下冷凝填充了介孔孔道,由于开始发生毛细凝结时是在孔壁上的环状吸附膜液面上进行,而脱附是从孔口的球形弯月液面开始,从而吸脱附等温线不相重合,往往形成一个滞后环。还有另外一种说法是吸附时液氮进入孔道与材料之间接触角是前进角,脱附时是后退角,这两个角度不同导致使用Kelvin方程时出现差异。当然有可能是二者的共同作用,个人倾向于认同前者,至少直觉上(玄乎?)前者说得通些。※滞后环的种类 滞后环的特征对应于特定的孔结构信息,分析这个比较考验对Kelvin方程的理解。 H1是均匀孔模型,可视为直筒孔便于理解。但有些同学在解谱时会说由H1型滞后环可知SBA-15具有有序六方介孔结构,这是错误的说法。H1型滞后环可以看出有序介孔,但是否是六方、四方、三角就不知道了,六方是小角XRD看出来的东西,这是明显的张冠李戴; H2比较难解释,一般认为是多孔吸附质或均匀粒子堆积孔造成的,多认为是 “ink bottle”,等小孔径瓶颈中的液氮脱附后,束缚于瓶中的液氮气体会骤然逸出; H3与H4相比高压端吸附量大,认为是片状粒子堆积形成的狭缝孔; H4也是狭缝孔,区别于粒子堆集,是一些类似由层状结构产生的孔。※中压部分有较大吸附量但不产生滞后环的情况  在相对压力为0.2-0.3左右时,根据Kelvin方程可知孔半径是很小,有效孔半径只有几个吸附质分子大小,不会出现毛细管凝聚现象,吸脱附等温线重合,MCM-41孔径为2、3个nm时有序介孔吸脱附并不出现滞后环。◆介孔分析  通常采用的都是BJH模型(Barrett-Joiner- Halenda),是Kelvin方程在圆筒模型中的应用,适用于介孔范围,所得结果比实际偏小。  针对MCM-41、SBA-15孔结构分析的具更高精度的KJS(Kruk-Jaroniec-Sayari)及其修正方法,KJS出来时用高度有序的MCM41为材料进行孔分析,结合XRD结果,得出了比BJH有更高精度的KJS方程,适用孔径分析范围在2-6.5nm之间。后来又做了推广,使之有较大的适用范围,可用于SBA-15孔结构(4.6-30nm)的表征。◆关于t-Plot和αs方法  是对整条吸附或脱附曲线的处理方法,t-Plot可理解为thickness图形法,以氮气吸附量对单分子层吸附量作图,凝聚时形成的吸附膜平均厚度是平均吸附层数乘以单分子层厚度(0.354nm),比表面积=0.162*单分子层吸附量*阿伏加德罗常数。样品为无孔材料时,t-Plot是一条过原点直线,当试样中含有微孔,介孔,大孔时,直线就会变成几段折线,需要分别分析。αs方法中的下标是standard的意思,Sing提出用相对压力为0.4时的吸附量代替单分子层吸附量,再去作图,用这种方法先要指定一个标准,或是在仪器上做一个标样,处理方法和图形解释两种方法是类似的。两则之间可以相互转化,t=0.538αs◆微孔分析  含微孔材料的微孔分析对真空度,控制系统,温度传感器有不同的要求,测试时间也比较长,时间可能是普通样品的十倍甚至二十倍。由于微孔尺寸和探针分子大小相差有限,部分微孔探针分子尚不能进入,解析方法要根据不同的样品来定,需要时可借鉴相关文献方法来参考,再则自己做一批样品采用的是一种分析方法,结果的趋势多半是正确的。现在用一种模型来分析所有范围的孔径分布还是有些困难,非线性密度泛涵理论(NLDFT)听说是可以,但论文中采用的较少。★送样提醒★  明确测试目的:比表面积和孔结构对活性中

  • 变色硅胶除了吸附水还吸附其他气体嘛

    在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]前装了一个干燥器,里面是变色硅胶,然后反应出来的气体有CO,CO2,CH4,CH3OH,水蒸气,想知道变色硅胶除了吸附水还会吸附其他的气体嘛。

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