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吸附等溫線是有關(guān)吸附劑孔結(jié)構(gòu),、吸附熱以及其它物理化學(xué)特征的信息源,。在恒定的溫度和寬范圍的相對(duì)壓力條件下可得到被吸附物的吸附等溫線,。為了更好地了解吸附等溫線中所包含的信息,，以下對(duì)有關(guān)吸附等溫線的分類以及吸附機(jī)理作一簡單介紹[1，8,10,19,20,33,53～55]：眾多的吸附等溫線可以被分為六種(IUPAC分類),，如圖1-11所示為吸附等溫線的類型,。對(duì)于具有很小外表面積的微孔吸附劑其吸附表現(xiàn)為I型吸附等溫線，I型吸附等溫線與分壓P／Po線呈凹型且以形成一平臺(tái)為特征,，平臺(tái)呈水平或接近水平狀,，隨著飽和壓力的到達(dá)吸附等溫線或者直接與P／Po = 1相交或表現(xiàn)為一條“拖尾”。吸附等溫線的初始部分代表吸附劑中狹窄微孔的充填過程,，其極限吸附容量依賴于可接近的微孔容積而不是表面積,，在較高相對(duì)壓力下平臺(tái)的斜率是非微孔表面(如中孔或大孔以及外表面)上的多層吸附所致。II型吸附等溫線正常是由無孔或大孔吸附劑所引起的不嚴(yán)格的單層到多層吸附,。拐點(diǎn)的存在表明單層吸附到多層吸附的轉(zhuǎn)變,，亦即單層吸附的完成和多層吸附的開始。III型吸附等溫線通常與較弱的吸附劑-吸附質(zhì)(Adsorbent-Adsorbate)相互作用以及較強(qiáng)的吸附質(zhì)-吸附質(zhì)(Adsorbate-Adsorbate)相互作用有關(guān),，在此情形,，協(xié)同效應(yīng)導(dǎo)致在均勻的單一吸附層尚未完成之前形成了多層吸附，故引起吸附容量隨著吸附的進(jìn)行而迅速提高,，吸附質(zhì)-吸附質(zhì)之間的相互作用對(duì)吸附過程起很重要的影響,。在非孔表面上的水蒸氣吸附就是III型吸附等溫線最好的實(shí)例。Ⅳ型吸附等溫線的明顯特征是其存在滯后回線,，這與毛細(xì)凝聚的發(fā)生有很大關(guān)系,，而且在較高和較寬的分壓范圍保持一恒定吸附容量，其起始部分類似于II型吸附等溫線,，由此對(duì)應(yīng)中孔壁上的單層到多層吸附,。在很少吸附劑中的一些中孔或微孔炭表現(xiàn)出V型水 吸附等溫線，像III型吸附等溫線一樣,，吸附劑-吸附質(zhì)之間的相互作用與吸附質(zhì)-吸附質(zhì)之間的相互作用相比非常弱,，這當(dāng)然包括水分子形成氫鍵的情形。Ⅵ型吸附等溫線相當(dāng)稀少,，但具有特殊的理論意義,，其代表在均勻非孔表面如石墨化炭上逐步形成的多層吸附，每一臺(tái)階高度提供了不同吸附層的吸附容量,。    Fig．1-11 IUPAC classification of adsorption isotherms    圖l-11按照國際純理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)劃分的吸附等溫線類型     吸附等溫線是由不同孔徑按其所占總表面積或孔容的比例進(jìn)行吸附的疊加,，對(duì)于狹縫型孔隙，其吸附等溫線N(P)可以由下式表達(dá)[56～60]： 其中     N(P)是相對(duì)壓力為P時(shí)的吸附摩爾數(shù),；     Hmin和Hmax是吸附劑中最小和最大的孔徑,；     ρ(P,H)是在孔徑為H相對(duì)壓力為P時(shí)N，的摩爾密度；     f(H)為對(duì)應(yīng)孔寬H的孔容函數(shù),，表征吸附劑的孔徑分布,。     Evans[58]及其同事通過對(duì)吸附在孔隙內(nèi)的液體性能采用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的近似方法即平均場密度函數(shù)理論(Mean-field Density Functional Theory)進(jìn)行了研究。平均場密度函數(shù)理論是把均-液相中液體分子間的相互作用,，分為近程斥力和遠(yuǎn)程引力的近似理論,。遠(yuǎn)程相互作用對(duì)液體性能的影響可按平均場密度函數(shù)理論近似處理；近程斥力效應(yīng)則通過硬球的等價(jià)排列來模型化,。平均場密度函數(shù)理論對(duì)較大孔隙內(nèi)吸附平衡相的預(yù)測與依據(jù)熱力學(xué)分析方法所提出的吸附模型是等效的,，而對(duì)于較小孔隙內(nèi)吸附分子的描述與真實(shí)情況更接近，尤其能夠預(yù)測在孔壁上吸附層的厚度,，且能夠顯示出在臨界孔尺寸下由毛細(xì)凝聚到孔填充的改變,。分子間的相互作用采用如前所述的Lennard-Jones勢能方程進(jìn)行計(jì)算。1989年,，Seaton[56]等首次采用密度函數(shù)理論對(duì)炭質(zhì)吸附劑的孔徑分布從微孔到中孔范圍進(jìn)行了測定,。隨 后，Oliver和Conklin[571](Micromeritics Ins．Corp．)提出更通用的計(jì)算方法,，他們采用非局部或均勻密度近似(Nonlocal or smoothed density approximation)的正則化處理法,，進(jìn)一步拓寬至大孔范圍(0．4nm到400nm)。運(yùn)用DFT法筆者[55]及國外一些學(xué)者[59～62]對(duì)炭質(zhì)吸附劑的孔徑分布進(jìn)行了表征,，結(jié)果表明DFT是一種基于高分辨吸附等溫線較為簡便而且只用一種方法就可以對(duì)整個(gè)多孔固體的孔隙范圍(微孔到大孔)進(jìn)行表征的算法,。另外，目前通用的分子模擬還有Monte-Carlo法[63～65],，該法與前述的DFT法相類似,，在此不再贅述?？偠灾?，從目前炭質(zhì)吸附劑的研究以及有關(guān)刊物發(fā)表的論文來看，關(guān)于炭質(zhì)吸附劑吸附的分子模擬以及孔徑分布都是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),。