可能幾率孔徑,取決于孔徑分布形態(tài),如果是正態(tài)分布,就是平均孔徑。
原理
許多超細粉體材料的表面是不光滑的,甚至專(zhuān)門(mén)設計成多孔的,而且孔的尺寸大小、形狀、數量與它的某些性質(zhì)有密切的關(guān)系,例如催化劑與吸附劑。因此,測定粉體材料表面的孔容、孔徑分布具有重要的意義,所謂孔容、孔徑分布是指不同孔徑的孔容積隨孔徑尺寸的變化率。上,一般把這些孔按尺寸大小分為三類(lèi):孔徑≤2nm為微孔,孔徑在2-50nm范圍為中孔,孔徑≥50nm為大孔,其中中孔具有普遍的意義。
用氮吸附法測定中微孔孔徑分布是比較成熟而廣泛采用的方法,它是用氮吸附法測定BET比表面積的一種延伸,都是利用氮氣的等溫吸附特性曲線(xiàn):在液氮溫度下,氮氣在固體表面的吸附量取決于氮氣的相對壓力(P/P0),P為氮氣分壓,P0為液氮溫度下氮氣的飽和蒸汽壓;當P/P0在0.05-0.35范圍內時(shí),樣品吸附特性符合BET方程;當P/P0≥0.4時(shí),由于產(chǎn)生毛細凝聚現象,即氮氣開(kāi)始在顆??紫吨邪l(fā)生凝聚,通過(guò)實(shí)驗和理論分析,可以測定孔容、孔徑分布。
利用氮吸附法測定孔徑分布,采用的是體積等效代換的原理,即以孔中充滿(mǎn)的液氮量等效為孔的體積。由毛細凝聚現象可知,在不同的P/P0下,能夠發(fā)生毛細凝聚現象的孔徑范圍是不一樣的。當P/P0值增大時(shí),能發(fā)生凝聚現象的孔半徑也隨之越大,對應于一定的P/P0值,存在一臨界孔半徑rk,半徑小于rk的所有孔皆發(fā)生毛細凝聚,液氮在其中填充,大于rk的孔皆不會(huì )發(fā)生毛細凝聚,液氮不會(huì )在其中填充。臨界半徑可由凱爾文方程給出了:
rk稱(chēng)為凱爾文半徑,它*取決于相對壓力P/P0,即在某一P/P0下,開(kāi)始產(chǎn)生凝聚現象的孔半徑為一確定值,同時(shí)可以理解為當壓力低于這一值時(shí),半徑大于rk的孔中的凝聚液將氣化并脫附出來(lái)。實(shí)際過(guò)程中,凝聚發(fā)生前在孔內表面已吸附上一定厚度的氮吸附層,該層厚也隨P/P0值而變化,因此在計算孔徑分布時(shí)需進(jìn)行適當的修正。
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