2020年比表面积及孔径分析简介.ppt

目录
比表面积和孔径的定义
吸附理论
孔容和孔径分析计算
比表面积的计算
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比表面积及孔径分析简介
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比表面积S（specific surface area）：单位质量的粉体所具有的表面积总和。分外表面积、内表面积两类。
比表面积的定义
公式：S=A/W 国标单位：㎡/g
理想的非孔性物料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；
有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积，如石棉纤维、岩（矿）棉、硅藻土等。
不同固体物质比表面积差别很大， 通常用作吸附剂、脱水剂和催化剂的固体物质比表面积较大。 
比如氧化铝比表面通常在100－400㎡/g，分子筛300-2000㎡/g， 活
性碳可达1000㎡/g以上。
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比表面积及孔径分析简介
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把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立方体的情况：
边长l/m 立方体数 比表面S/（m2/g）
1×10-2 1 6 ×102
1×10-3 103 6 ×103
1×10-5 109 6 ×105
1×10-7 1015 6 ×107
1×10-9 1021 6 ×109
从表上可以看出，当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，比表面增长了1000万倍。
可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。
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比表面积及孔径分析简介
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比表面积测定在行业中的应用
化工行业
催化剂
比表面积和孔径是衡量催化剂性能好坏的重要指标
建筑行业
水泥
水泥的粘结性能（水化速率、早期强度等）与比表面积密切相关
电池行业
储能型电池
储能材料的比表面积影响电池的性能
橡胶行业
白炭黑
比表面积衡量炭黑补强剂性能的好坏
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比表面积及孔径分析简介
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固体表面由于多种原因总是凹凸不平的，凹坑深度大于凹坑直径就成为孔。
不同的孔（微孔、介孔和大孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙）。
分子能从外部进入的孔叫做开孔(open pore)，分子不能从外部进入的孔叫做闭孔 (closed pore)
孔的定义
---- ISO15901
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比表面积及孔径分析简介
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孔的类型（示意图）
交联孔(开孔)
闭孔
盲孔(开孔)
通孔(开孔)
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比表面积及孔径分析简介
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一些多孔材料的孔结构照片
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比表面积及孔径分析简介
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孔形的分类
筒形孔
空隙或裂缝
锥形孔
裂隙孔
球形孔(墨水瓶孔)
氧化物接近于筒形孔，活性炭则是典型的裂隙孔，而墨水瓶孔多存在于沸石分子筛中。
真实的孔道是不规则的，为了计算方便，我们都把它假设成规则的孔道，包括：
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比表面积及孔径分析简介
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IUPAC 定义的孔大小分为：微孔（micropore） < 2nm中孔（mesopore） 2～50nm大孔（macropore） > 50nm
微孔
中孔（介孔）
大孔
孔径的分类 (IUPAC Standard)
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比表面积及孔径分析简介
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