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            孔徑分布專題-BJH模型(1)

            孔徑分布專題-BJH模型(1)
            華璞恒創(chuàng)  2022-03-14  |  閱讀:8517

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            當我們完成一個物理吸附測試時,得到的是原始的吸脫附等溫線,根據(jù)對吸脫附等溫線進行數(shù)據(jù)處理,可以得到我們需要的材料的比表面積、孔徑分布和孔容信息。前面,我們已經(jīng)介紹了IUPAC對吸脫附等溫線的分類解讀和如何得到比表面積(BET理論),接下來,我們將一起探討如何得到材料的孔徑分布。



            孔徑分布是如何計算的?

            由于多孔材料的真實孔道的復雜性,因此不存在統(tǒng)一的孔徑分布計算方法。模型中的物理參數(shù)和適用前提,都會對孔徑分布結果產(chǎn)生很大的影響。因此,在進行計算時,要根據(jù)實際的吸附質(zhì)、吸附劑和分析參數(shù),選擇合適的模型進行計算。ISO15901和IUPAC推薦常用的孔徑分布計算模型包括:

            • 介孔分布:BJH、DH

            • 微孔分布:DA(DR)、HK、SF

            • 微孔/介孔全分布:DFT、MC



            BJH模型介紹

             BJH方法全稱是Barret-Joyner-Halenda法,是介孔孔徑分布的計算模型,也是目前普遍被接受的孔徑分布計算模型,它是基于 Kelvin 毛細管凝聚理論發(fā)展得到的。在這種方法使用了60年后,隨著MCM-41模板孔徑分子篩的問世,人們突然發(fā)現(xiàn)BJH法有著極大的誤差,低估孔徑可達20%。

            因此,ISO15901第二部分對BJH的使用提出了明確的限定條件,假設如下:
                1) 孔道是剛性的,并具有規(guī)則的形狀(比如圓柱狀);
                2) 不存在微孔;
               3) 孔徑分布不連續(xù)超出此方法所能測定的最大孔隙,即在最高相對壓力處,所有待測定的孔隙均已被充滿。

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            因此,一旦使用BJH模型得到孔徑分布數(shù)據(jù),即默認材料滿足如上的假設條件。此外,BJH法在吸附等溫線上的取點計算的傳統(tǒng)范圍是0.05~1之間,但由于發(fā)現(xiàn)該方法在10nm以下會低估孔徑,在4nm以下會產(chǎn)生20%的誤差,所以目前建議的相對壓力取點適用范圍是0.35~1 之間。


            我們知道,得到的原始等溫線是兩條,一條吸附線,一條脫附線。BJH模型既可以使用吸附支進行計算,也可以使用脫附支。那么,該如何進行選擇呢,我們將在下一部分中詳細說明,請大家持續(xù)關注。


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