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        化学吸附仪生产商分享气体吸附法进行比表面及孔径分析仪分析进展
        发布时间:2020-08-25 类别:公司新闻
        气体吸附法是取得多孔资料全面表征的极好办法,它能够反映比外表、孔径散布等方面的信息??墒?,这需要对吸附进程有一个具体的了解,包括多孔资料对流体的吸附和相改变及其对吸附等温线的影响,化学吸附仪生产商这是外表剖析和孔剖析的根底。
            孔宽,孔形及有用的吸附能与孔填充进程有关。如果是所谓微孔(依照IUPAC 分类, 孔宽<2 nm)孔填充是一个连续的进程;而如果是介孔(中孔,孔宽在2nm-50nm 之间),孔填充则是气体在孔内的凝集进程,它表现为一级气-液相转移。
            前面我们现已介绍了介孔剖析的毛细管凝集理论(BJH)和微孔剖析的模型(HK和SF),这些都归于微观热力学剖析办法,无法将微孔和介孔用同一种办法统一起来。化学吸附仪生产商所谓经典的微观的热力学概念是根据必定的孔填充机理的假定。以Kelvin 方程为根底的办法(如BJH 法)是与孔内毛细管凝集现象相关的,所以它们可应用于介孔散布剖析,但不适用于微孔填充的描绘,乃至关于较窄的介孔也不正确。其它的经典理论,即如杜平宁-兰德科维奇(DR)法,和半径验处理的办法(如HK 和SF 法)仅致力于描绘微孔填充而不能应用于中孔剖析,这样,一个资料若既含有微孔又含有介孔,我们就至少必需要二个不同的办法从吸附/脱附等温线上取得孔径散布图。别的微观的热力学办法的精确性是有限的,由于它假定孔中的流体是具有类似热物理性质的自在流体。最近的理论和实验作业表明,受限流体的热力学性质与自在流体有相当大的差异,至少会发生临界点,冰点和三相点的位移。所以,更先进的孔径剖析办法密度函数理论等被提出来了。非定域密度函数理论(NLDFT)和计算机模仿办法(如分子动力学和Monte Carlo仿真)已发展成为描绘为多孔资料所约束的非均匀流体的吸附和相行为的有用办法。这些办法能精确描绘一些简略受限流体的结构,即如近固体外表的振荡密度散布,或许描绘受限于某些如狭缝孔、圆柱形和球形等简略几许形体的流体结构。 
            相关于那些微观研讨办法,密度函数理论(DFT)和分子模仿办法(MC,蒙特卡洛模仿办法)是分子动力学办法。它们不仅供给了吸附的微观模型并且更现实地反映了孔中流体的热力学性质。根据计算机理的那些理论反映了分子行为的微观性质。因而,为了做到对吸附现象更客观的描绘和对孔径剖析愈加全面、精确,化学吸附仪生产商必须在分子水平缓微观探求之间树立起一座桥梁,而非均一性流体的DFT 和MC 模仿办法正是做到了这一点。这些办法考虑并计算了吸附在外表的流体和在孔里的流体的平衡密度散布,从这儿能够推导出模型体系的吸附/脱附等温线、吸附热、中子散射方式和转移特性。密度散布是经过MC 模仿和DFT 理论,计算了分子间流体-流体间和流体-固体间相互作用取得的。流体-流体相互作用的参数是经过再生他们的微观全体性质测定的(如低温下氮和氩的性质)。固体-流体间相互作用的参数则是经过计算拟合在滑润外表上标准氮和氩的吸附等温线取得的。
            DFT 法不能在固体-流体界面发生一个强的流体密度散布振荡特性,这导致对吸/脱附等温线的不精确描绘,特别是对狭隘微孔的孔径剖析不精确。相反地,非定域DFT(NLDFT)和蒙特卡洛计算机模仿技能愈加精确地供给了在狭隘孔中的流体结构。图1 显现了这样特征的振荡的密度散布。该密度散布图指出,化学吸附仪生产商在一个楔形介孔(裂隙孔)中共存着流体的气态和液态。共存气体(球形)和液体(方形)的密度是孔壁距离的函数,接近于孔壁的吸附层反映为多层吸附,跟着与孔壁距离的添加密度削减。图1 的密度散布图清晰地指出孔凝集本来就存在于孔的中心区,这导致在较大的介孔(这儿,孔宽为20 个分子直径)中生成好像无约束的中心液体,就象在孔的中心区一样;而这中心是本质上无动摇的密度散布走向。
            DFT 法经过对孔中所有方位都计算平衡密度散布图,化学吸附仪生产商它是经过最小化自在能函数取得的。与流动相(也就是进行吸附实验的状况)平衡的孔体系有巨大的势能或自在能,该自在能构成了流体-流体之间、流体-孔壁之间相互作用的吸引或排斥的条件。该办法的难点在于树立流体-流体相互作用的正确描绘。正由于如此,在曩昔的十年内,人们选用不同的DFT 研讨办法。即所谓定域DFT(LDFT)和非定域DFT 法。
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