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麦克仪器技术分享:微孔孔径分析之DR法详解

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2023/9/18 17:23:11

微孔材料是指那些含有孔径或孔宽小于 2nm 孔的材料,比如活性炭、分子筛、催化剂载体、MOF 材料和生物质衍生材料等。对于微孔的孔道内表面积、孔体积、孔径分布、孔隙率和孔表面能等孔道信息的表征,一般可选用气体物理吸附法,并结合 t-plot、DA/DR、HK 或 DFT/NLDFT 等模型去分析等温线数据。


本文将介绍微孔孔径分析之DR法。


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Micromeritics物理吸附仪 产品图


DR 法全称是 Dubinin-Radushkevich 孔体积填充理论(微孔填充),此理论假设微孔孔径具有均匀的高斯分布:

图片1.png (1)



其中 V 是在一定相对压力下的累计吸附量,V0 是所有微孔总吸附量,K 是苯蒸汽特征吸附能相关常数,β 为相似性系数,ε 为 Polanyi 吸附势。


Polanyi 吸附势定义为:

图片2.png (2)

图片3.png


吸附势可以看成吸附空间两点的化学势之差,吸附质吸附形态为饱和液体。


将式(2)带入式(1)后,再两边取自然对数可得 DR 方程:


图片4.png


取 P/P0 在 10-4 至 10-1,通过线性段截距和斜率可得微孔总吸附量和吸附质特征吸附能 E=βE0,(E0 为苯蒸汽特征吸附能,β 为相似性系数)。


假设微孔填充为单层覆盖,则通过 V0(即下式中 Vm)可以计算微孔孔内表面积 SA:


图片6.png


DR 法作图线性度依赖于吸附质总类,如苯和壬烷蒸汽线性度好。


同时通过 DA 法,可以通过下式计算微孔孔径 r 分布:


图片8.png


其中 D 为色散力作用能,当 n 取 2 时,DA 法就等价于 DR 法。


关于我们


Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术,包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。


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