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康塔儀器與中科院過程所交流IUPAC物理吸附新規(guī)范

康塔儀器與中科院過程所交流IUPAC物理吸附新規(guī)范
安東帕  2015-12-17  |  閱讀:1780

2015年11月30日,,美國康塔儀器中國區(qū)總經(jīng)理?xiàng)钫t造訪中國科學(xué)院過程工程研究所,,與五十多位專家學(xué)者、研究人員一起,,就“氣體吸附法測定比表面及孔徑分布技術(shù)進(jìn)展”進(jìn)行了技術(shù)交流,。楊總詳細(xì)闡述了8月份國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威的國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)所公布的物理吸附分析新規(guī)范。

 

IUPAC物理吸附新規(guī)范將是隨后制定新的比表面積,、孔徑分析的ISO、ASTM標(biāo)準(zhǔn)的最重要的科學(xué)基礎(chǔ),。美國康塔儀器公司的首席科學(xué)家Matthias Thommes博士作為第一起草人,在這份規(guī)范的制定中做出了主要貢獻(xiàn),。中科院過程工程研究所研究方向?yàn)槎嘞喾磻?yīng)與分離過程中的新理論,、新技術(shù),、新方法,重點(diǎn)解決生化,、資源環(huán)境,、材料,、能源等領(lǐng)域中的共性,、關(guān)鍵性問題,,開發(fā)新材料、新工藝和新設(shè)備,,使之工程化,、工業(yè)化。結(jié)合新規(guī)范,,雙方就氣體吸附法比表面及孔徑分布技術(shù)從理論到應(yīng)用進(jìn)行了深入交流,。

 

 在研討會上,楊總提出“分析的關(guān)鍵是測得準(zhǔn),、算得準(zhǔn),那么,,如何做到呢,?”這個命題。算得準(zhǔn),,要求透徹掌握理論,,并了解其工作原理,;測得準(zhǔn),,需要選擇最合適的設(shè)備,,并熟練操控。不同的吸附理論,,都有其適用范圍,。BET理論的適用范圍如何?含微孔樣品的BET比表面計(jì)算需要注意什么,?氣體吸附法測量孔徑分布測試,,經(jīng)典方法的局限在哪兒?氬吸附和CO2吸附的各自的用武之地何在,?為什么評估微孔材料比表面的氣體探針推薦選擇氬氣,?如何選擇恰當(dāng)?shù)目追植加?jì)算模型?為什么越來越多的人開始青睞NLDFT和QSDFT方法,?

 

本次交流會,,楊總和各位專家針對上述問題暢所欲言、交流心得,,彼此都獲益良多,。

 

 

 

IUPAC新規(guī)范 簡介:

近30年來,,隨著新的材料如各種有序介孔分子篩,、微孔分子篩,、金屬-有機(jī)框架(MOFs)等不斷地被合成得到,原有的規(guī)范已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今科研的要求,。新規(guī)范中,吸附等溫線的類型由原來的6類增加了2種亞分支,、現(xiàn)在共有8種吸附等溫線,,完善了微孔和介孔的類型;脫附遲滯環(huán)的類型也增加了2種,。

 

 

 

圖2 新的吸附等溫線和脫附遲滯類型

 

對于孔道吸附的表征,Ar(87K)的分析條件被確立為表面有活性基團(tuán)的微孔分子篩,、金屬-有機(jī)框架材料,、微孔氧化物的唯一推薦方法,因?yàn)锳r分子具備下列好處:1. 球形分子,,截面積確定,,比表面積分析比N2更加準(zhǔn)確;2. Ar沒有四級矩,,吸附起始壓力高,有利于氣體分子在微孔中的擴(kuò)散,,分析速度大大加快,。

 

 

 

該規(guī)范還推薦了CO2(273 K)方法分析碳材料的微孔孔徑分布、Kr(77 K)方法分析超低比表面積樣品的比表面積值的方法等,。此外,,DFT方法被推薦于分析微孔、介孔材料的孔徑分布,。

 

美國康塔儀器已經(jīng)對此規(guī)范推出了相應(yīng)的解決方案,,各種配置可以全方位的支持N2(77 K)、Ar(87 K),、CO2 (273 K),、Kr(77 K)等條件的分析,完善的DFT模型可以對應(yīng)各種分析條件的微孔,、介孔孔徑分析,。

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