一般可以根据吸附曲线的类型选择合适的理论来分析活性炭材料的的表面物性;从吸附等温线可以反映出活性炭吸附剂的表面性质、孔分布以及活性炭吸附剂与吸附质之间的相互作用等有关信息,实际应用中,我们还可以根据活性炭的吸附等温线选择最适用的炭品种。
今天我们说说从活性炭对氮气的吸附等温线求活性炭比表面积、孔径分布的方法进行说明。在中间孔领域的解析方面,以凯尔文(Kelvin)方程式为基础的BJH法或者DH法是有效的。但在微孔领域中,孔径的大小为氮气分子的几倍左右,处于构成凯尔文方程式的前提条件的表面张力概念不能简单地适用的范围。从而,机械地将这类解析方法应用到微孔领域中是危险的。热力学上论述分子向微孔中的吸附,一般使用杜比宁·拉杜什凯维奇方程式。此法的基础是波洛伊的吸附势理论。从固体的表面向着吸附分子的势能,以距离的函数状态衰减。在相对压力P/P0下,让1摩尔的分子移动至吸附层时。所做的功由下式表示:
ε=RTln(p0/p)
式中p0和p是实验温度T时气体的饱和蒸气压和气体平衡压力,R是气体常数。式中的ε是平均每摩[尔]的吉布斯(峨hb、)自由能的变化。称作吸附势,如图1甲3甲l中所示。当将该势能的等高线画在固体表面的空间时,便可以认为它与多分子层吸附时的吸附层相对应。即在微孔中吸附分子是由吸附势决定的:
此外,辛格还提出过一种α5图,他是将在等势面上形成多分子层的观点,引伸到处于亚单层中的分子层平均厚度上而建立起来的。使用炭黑之类无孔炭的吸附等温线作为标准。用进行多分子层吸附的无孔性炭的吸附等温线,并把表示相对压的坐标,改成与吸附量呈比例关系的,坐标α5值是相对压力p0/p时的吸附量与相对压力为0.4时的吸附量之比值。
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