Y型分子筛不同表面性质下的N2和Ar分子吸附行为

具有四极矩的N₂分子与Al离子(如分子筛)有很强的相互作用力并吸附(特定吸附)。下面我们来看看从N₂@77.4 K和Ar@87.4 K吸附等温线和各自的α_s曲线上[相对压力：_p/p0（横坐标），相对压力_p/p0=0.4 (V/V_0.4)时的吸附量V_0.4：α_s（纵轴）]能计算出什么。通常，Y型（FAU）沸石被认为由于脱铝而增大了SiO₂/Al₂O₃比值，在保持沸石衍生微孔结构的同时产生了中-大孔。这可以从图（1）的图像中得到定性地验证，经过USY处理和脱铝处理的Y型沸石320HOA (SiO₂/Al₂O₃ = 5.5) (Tosoh公司)的SiO₂/Al₂O 高硅分子筛390HUA(SiO₂/Al₂O₃= 400)切片图像(图1 (2))。图2是用BELSORP MAX测试的超低相对压力(_p/p0=1E-8)下的N₂@77.4K和Ar@87.3K等温线（前处理：300°C, 8h）。这些等温线可归类为type I+IV型，390HUA (SiO₂/Al₂O₃ =400)上的迟滞环表明有中-大孔 形成(图2)。

为了理解吸附质(N₂@77.4K和Ar@87.3K)在每种材料微孔上的吸附行为，作了α_s曲线如图3和图4所示。图3中，由于N₂四极矩的参与，320HOA (SiO₂/Al₂O₃ = 5.5)强烈吸附在沸石孔表面。因此，与相对压力较低时相比，吸附量(α_S值)逐渐增加，微孔被填满。在390HUA (SiO₂/Al₂O₃ = 400)上，吸附量(α_S值)迅速增加，在压力接近_p/p0=1E-4时，微孔被填满。另一方面，在Ar(87.4K)吸附中(图4)，由于Ar是非极性的，无论表面性质如何，320HOA和390HUA的吸附量(α S值)可以大概确定是在_p/p0=1E-3处的开始增大的。基于上述所说，N₂@77.4 K的吸附等温线可用于评估沸石的表面性质，Ar@87.3K的吸附等温线可用于评估沸石的孔结构，不管材料的表面性质如何。

原创作者：大昌洋行（上海）有限公司（大昌华嘉科学仪器部）