16. 測定自由空間的死體積有哪些方法?
在測定吸附等溫線(xiàn)之前或之后,應該測定死體積。
固定床反應裝置廠(chǎng)家根據 ISO15901 標準,測定死體積有兩種方法:
1)測量法:在測定溫度下,采用氦氣進(jìn)行體積校準。
固定床反應裝置廠(chǎng)家這是經(jīng)典的死體積測定方法,精度較準確。
其應用前提是基于以下兩個(gè)假設:
i.氦氣不被吸附劑材料吸附或吸收;
ii.氦氣不能滲入吸附物質(zhì)(如氮氣)不能進(jìn)入的區域。
2) 校準曲線(xiàn)法:將死體積的測定從吸附測定中分離開(kāi)來(lái),
固定床反應裝置廠(chǎng)家事先用吸附氣體測空管進(jìn)行空白實(shí)驗,然后保存待用(NOVA 方式)。例如,在環(huán)境溫度下先將空樣品管的體積用氮氣測定,隨后,再在與吸附測定相同的實(shí)驗條件下(溫度和相對壓力范圍相同)用該空管進(jìn)行一次空白實(shí)驗。得到的校準曲線(xiàn)實(shí)質(zhì)上代表了多點(diǎn)自由空間的檢測。通過(guò)輸入樣品密度(即骨架密度)對樣品體積進(jìn)行必要的校正,或在環(huán)境溫度下,吸附分析開(kāi)始前,用氮氣測定比重(如果氮氣在室溫的吸附效應可以忽略不計)。這種方法不僅適用于比表面積分析和介孔等溫吸附線(xiàn)的測定,還可以節約氦氣,并將管路材質(zhì)對吸附氣的吸附校正包括在內。針對特定樣品管的空白曲線(xiàn)可以多次使用,因此省略了每個(gè)樣品都需要用氦氣測死體積的步驟,縮短了分析時(shí)間,是一種快速測定比表面或吸附曲線(xiàn)的方法。IUPAC 在 2015 年的報告中還特別指出,校準曲線(xiàn)法對包含很狹窄的微孔的沸石和活性炭的吸附劑是有利的,也就是說(shuō),NOVA 方式測定死體積也適用于沸石分子篩和活性炭的微孔分析,對MOF 材料的適用性也得到了實(shí)驗支持。
17. 微孔孔徑與氣體壓力有什么關(guān)系?
在微孔中,孔壁間的相互作用勢能是相互重疊的,
固定床反應裝置廠(chǎng)家因此微孔內的物理吸附比在較寬的孔內或外表面的物理吸附要強(見(jiàn)右圖)。于是,在很低的相對壓力(<0.01)下微孔被順序充填。也就是說(shuō),孔徑與壓力有對應關(guān)系,隨著(zhù)壓力從高真空逐漸增加,氣體分子總是先填充較小的孔(c),
固定床反應裝置廠(chǎng)家再填充較大的孔(b),然后是更大一點(diǎn)的孔(a),以此類(lèi)推。在長(cháng)狹縫微孔中表面與孔內流體間相互作用的勢能隨微孔寬度變化關(guān)系的放大示意圖(橫坐標:孔壁間距;縱坐標:相互作用勢能)