提供者:北京彼奥德电子技术有限公司 发布时间:2013/1/10 16:47:49 阅读次数:513次 进入该公司店铺
由于表面原子的状态与内部原子相差很大,因此表面效应成为纳米粉体材料的重要特性,纳米粉体特别是多孔纳米粉体的表面十分复杂,既包含了一般意义的表面,又包含了与表面相通孔的内表面,如图一所示。颗粒中的孔可分为闭孔(Closed)、通孔(Passing)、盲孔(Dead end)、内部连通的通孔(Inter-condected)等等,除了闭孔以外,都在要考察的范围;从孔形状看可分为缝隙形(Slits)、圆柱形(Cylindrical)、圆锥形(conical)、墨水瓶形(Ink Bottle)、内连通形(Iterstices)等,实际情况还要复杂得多。为了便于表征与分析,必须把复杂的情况简单化,一般把孔的形状简化为缝隙形和圆柱形两类;孔按尺寸又分为微孔(Micropores)孔径<2nm;中孔或介孔(Mesopores)孔径2~50nm;大孔(Macropores)孔径>50nm。粉体表面特性的表征常分为比表面及孔隙度两大类,对于多孔纳米粉体其表征的具体指标十分复杂,概念上必须十分清晰。

表面特性的表征必然与其测定方法向关联, 由于纳米粉体表面特征的复杂性,各种特性指标需用气体吸附法进行测定,通常用氮吸附仪进行测定。氮吸附仪分为动态和静态两大类,前者不能精确测定孔径分布,只用于比表面积测定,因此,多孔纳米粉体的表面特征只能用静态容量法氮吸附仪来测定。氮吸附法是一个非常科学而巧妙的方法,通俗的说,就是用气体分子作为度量的“标尺”,通过对物质表面的吸附进行严密的测定,实现对粉体表面特征的描述。用气体吸附法表征粉体表面特性需采用低温物理吸附,例如在液氮温度下氮气的吸附,一方面他是纯粹的物理吸附,另一方面吸附量最大;固体表面的吸附是一个动态过程;在一定的外界条件下,当吸附速率与脱附速率相等时,固体表面上的气体吸附量维持不变,称为吸附平衡;在恒定温度下,吸附量随压力而变的曲线称为等温吸附曲线,他是固体物质吸附特性的最重要表现。比表面及孔径分布的测定与分析,基本上都依赖于等温吸附曲线,下图为一个典型的由氮吸附仪实际测得的活性炭等温吸附曲线,依据这条等温吸附曲线,在不同的压力范围进行不同的表面特性分析:氮分压在0.05-0.35进行比表面分析;氮分压从0.15到0.99以上进行介孔和大孔的测定与分析;氮分压小于0.15以下进行微孔分析。随着技术的不断进步,分析的精度、范围不断扩大,采用的物理模型(或方法)不断丰富,现将主要方法归纳如下:
比表面测定
BET法 由多层吸附理论推导而来
LANGMUIR法 由单层吸附理论推导而来
介孔和大孔分析
BJH法 根据孔中产生毛细凝聚的理论推导而来
微孔分析
T-图法 采用标准等温线,用于微孔体积分析
MP法 利用t-图进行微孔孔径分布分析
HK和SF法 微孔分析,氮/碳(狭缝)、 氩/沸石(圆柱孔)
NLDFT法 用于介孔和微孔分析
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