16. 測(cè)定自由空間的死體積有哪些方法?
在測(cè)定吸附等溫線之前或之后,應(yīng)該測(cè)定死體積。
固定床反應(yīng)裝置廠家根據(jù) ISO15901 標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定死體積有兩種方法:
1)測(cè)量法:在測(cè)定溫度下,采用氦氣進(jìn)行體積校準(zhǔn)。
固定床反應(yīng)裝置廠家這是經(jīng)典的死體積測(cè)定方法,精度較準(zhǔn)確。
其應(yīng)用前提是基于以下兩個(gè)假設(shè):
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?dú)猓┎荒苓M(jìn)入的區(qū)域。
2) 校準(zhǔn)曲線法:將死體積的測(cè)定從吸附測(cè)定中分離開(kāi)來(lái),
固定床反應(yīng)裝置廠家事先用吸附氣體測(cè)空管進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn),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?dú)鉁y(cè)定,隨后,再在與吸附測(cè)定相同的實(shí)驗(yàn)條件下(溫度和相對(duì)壓力范圍相同)用該空管進(jìn)行一次空白實(shí)驗(yàn)。得到的校準(zhǔn)曲線實(shí)質(zhì)上代表了多點(diǎn)自由空間的檢測(cè)。通過(guò)輸入樣品密度(即骨架密度)對(duì)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?dú)鉁y(cè)定比重(如果氮?dú)庠谑覝氐奈叫?yīng)可以忽略不計(jì))。這種方法不僅適用于比表面積分析和介孔等溫吸附線的測(cè)定,還可以節(jié)約氦氣,并將管路材質(zhì)對(duì)吸附氣的吸附校正包括在內(nèi)。針對(duì)特定樣品管的空白曲線可以多次使用,因此省略了每個(gè)樣品都需要用氦氣測(cè)死體積的步驟,縮短了分析時(shí)間,是一種快速測(cè)定比表面或吸附曲線的方法。IUPAC 在 2015 年的報(bào)告中還特別指出,校準(zhǔn)曲線法對(duì)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(cè)定死體積也適用于沸石分子篩和活性炭的微孔分析,對(duì)MOF 材料的適用性也得到了實(shí)驗(yàn)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(shì)能是相互重疊的,
固定床反應(yīng)裝置廠家因此微孔內(nèi)的物理吸附比在較寬的孔內(nèi)或外表面的物理吸附要強(qiáng)(見(jiàn)右圖)。于是,在很低的相對(duì)壓力(<0.01)下微孔被順序充填。也就是說(shuō),孔徑與壓力有對(duì)應(yīng)關(guān)系,隨著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(yīng)裝置廠家再填充較大的孔(b),然后是更大一點(diǎn)的孔(a),以此類推。在長(zhǎng)狹縫微孔中表面與孔內(nèi)流體間相互作用的勢(shì)能隨微孔寬度變化關(guān)系的放大示意圖(橫坐標(biāo):孔壁間距;縱坐標(biāo):相互作用勢(shì)能)