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麥克儀器技術(shù)分享：微孔孔徑分析之DR法詳解

美國麥克儀器 2023-09-18 | 閱讀：2488

微孔材料是指那些含有孔徑或孔寬小于 2nm 孔的材料,，比如活性炭,、分子篩,、催化劑載體,、MOF 材料和生物質(zhì)衍生材料等,。對于微孔的孔道內(nèi)表面積,、孔體積,、孔徑分布,、孔隙率和孔表面能等孔道信息的表征，一般可選用氣體物理吸附法,，并結(jié)合 t-plot,、DA/DR、HK 或 DFT/NLDFT 等模型去分析等溫線數(shù)據(jù),。

本文將介紹微孔孔徑分析之DR法,。

DR 法全稱是 Dubinin-Radushkevich 孔體積填充理論（微孔填充），此理論假設微孔孔徑具有均勻的高斯分布：

微信圖片_20230918100355.png

其中 V 是在一定相對壓力下的累計吸附量,，V0 是所有微孔總吸附量,，K 是苯蒸汽特征吸附能相關(guān)常數(shù)，β 為相似性系數(shù),，ε 為 Polanyi 吸附勢,。

Polanyi 吸附勢定義為：

微信圖片_20230918100355_1.png

吸附勢可以看成吸附空間兩點的化學勢之差，吸附質(zhì)吸附形態(tài)為飽和液體,。

將式（2）帶入式（1）后,，再兩邊取自然對數(shù)可得 DR 方程：

取 P/P0 在 10-4 至 10-1，通過線性段截距和斜率可得微孔總吸附量和吸附質(zhì)特征吸附能 E=βE0,，（E0 為苯蒸汽特征吸附能,，β 為相似性系數(shù)）。

假設微孔填充為單層覆蓋,，則通過 V0（即下式中 Vm）可以計算微孔孔內(nèi)表面積 SA：

DR 法作圖線性度依賴于吸附質(zhì)總類，如苯和壬烷蒸汽線性度好,。

同時通過 DA 法,，可以通過下式計算微孔孔徑 r 分布：

微信圖片_20230918100356_2.png

其中 D 為色散力作用能，當 n 取 2 時,，DA 法就等價于 DR 法,。

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