2022-03-25
采用BJH(Barrett-Joyner-Halenda)理論進行介孔分析，基于以下三個來自等溫吸附線的假設： 由于介孔（大孔）中存在毛細冷凝現象，導致在一定溫度下吸附質的飽和蒸氣壓變低，從而出現吸附質的冷凝現象（即毛細冷凝）。因此，BJH方法是基于吸附質為液體狀態下，使用開爾文方程進行計算的(見公式 1)。通常情況下，開爾文半徑（rc）是小于實際孔徑(rp) ,因為吸附是從孔表面和吸附質間的相互作用開始的，緊接著才是吸附層的形成。所以，實際孔半徑是吸附層的厚度（t）加開爾文半徑（rc）之和 (見公式 2)。而且，在N2@77.4 K的吸附等溫線中，當相對壓力P/P0小于0.42 （對應孔半徑小于1.7 nm）時，并不會發生毛細冷凝現象，所以毛細冷凝理論并不適用于小于1.7nm的孔分析。
N2, 77K下的卡爾文公式
BJH 理論: 三個假設
① 孔形為圓柱形孔
② 接觸角為00的半球形彎月面
③ 吸附層校正(厚度層 t)
圖1顯示了介孔硅材料Develosil100 的77.4 K下的N2吸附脫附曲線，可以看出當P/P0超過0.8時，由于毛細冷凝現象的存在，吸附曲線陡然上升，并且脫附曲線高于吸附曲線（回滯環，IV型），表明樣品存在介孔。有許多理論解釋回滯環的產生。在這個材料中，孔的形狀為墨水瓶狀，在吸附支線（從a到d），吸附從孔的窄端開始，而在脫附支線，吸附質從孔的最寬處開始脫附（從d到g）， 但是由于瓶頸的存在，從f到g的脫附是立即完成的。
因此，等溫吸附線的BJH曲線(圖2) 顯示出Develosil100的中孔總孔容為1 cm3/g, 中孔峰值孔徑為16nm(吸附端),瓶頸處的峰值孔徑為12 nm (脫附端)。另外，圖2中的孔徑分布縱坐標具有物理意義，結果看起來很不同(圖 3)。孔體積分布對較大孔徑的影響很大，非常適合用來評價吸附劑和吸附過程中的孔體積。另一方面，面積分布主要體現小孔孔徑，可用于對比反應過程中的活性位面積，如催化劑。
樣品Devesil100的BET比表面積和結構分析在應用文章4（BET比表面評價）和應用文章9中介紹（T圖法）。
The BET specific surface area and structural evaluation of this sample Devesil100 are introduced in Material No.4 (BET specific surface area evaluation) and No.9 (evaluation by t-plot method).
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