BET吸附-脱附曲线分析及含义
BET
★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。
经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET （Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。
◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。
每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X 轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。
那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。
中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。
BJH 方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。
平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。
◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为0.001547mL例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*0.001547＝400/654＝约0.61mL※STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。
吸附脱附曲线分析
吸附等温线- 概述吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示〔1〕。
作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等,而宏观地总括这些特性的是吸附等温线〔2〕。
吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。
在地质科学方面,可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用〔3〕;在煤炭方面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附,并且随着压力的升高,煤对CO2选择性吸附…吸附等温线- 吸附等温线平衡在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。
通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。
吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。
吸附等温线有以下六种（图 1）。
前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。
吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。
Ⅰ型等温线：Langmuir 等温线相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。
Ⅱ型等温线：S 型等温线相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。
在低P/P0处有拐点B，是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子层吸附的完成。
随着相对压力的增加，开始形成第二层，在饱和蒸气压时，吸附层数无限大。
这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于 20nm时常遇到。
它的固体孔径尺寸无上限。
BET吸附-脱附曲线分析及含义
气体吸附等温线通常分为六种，其中五种（I-V）是由国际理论与应用化学会（IUPAC）所定义的。
I型等温线表示在低的相对压力（平衡蒸汽压与饱和蒸汽压的比值）时，材料具有很强的吸附能力进而达到平衡。
I型等温线通常被认为是在微孔或者单层吸附的标志，由于强的吸附作用。
（这可能也有化学吸附的作用，涉及到在吸附质与吸附剂表面的化学键作用，这里我们不讨论化学吸附）值得注意的是，孔的大小是根据他们的直径（或宽度）来进行分类的：微孔（小于2nm），中孔（2-50nm），大孔（大于50nm）。
鉴于大多数多孔固体是使用非极性气体（N2 Ar）进行吸附研究的，所以不太可能出现化学吸附作用。
因此，对于I型等温线的经典解释是材料具有微孔。
然而，I型等温线也有可能是具有孔径尺寸非常接近微孔的介孔材料。
尤其是N2在77K或者Ar在77K和87K圆柱孔情况下，I型等温线将在较低的相对压力（大约0.1作用）下达到平衡对于材料是微孔，从最近的一些报道结果得出的。
因此，当I型等温线没有在相对压力0.1处达到平衡，该材料有可能存在大量的中孔或者就是单独的中孔。
然而，这种I型分布有可能在某种程度上介孔孔径分布范围变宽。
这是因为分布高度均匀圆柱孔的材料可能展示出在相对压力低于0.1或者更小时，可以在吸附等温线被识别（因此，这些等温线可以被分类成IV型等温线，下面我们会讨论）。
尽管，接近饱和蒸汽压的多层可能会十分不连续，但大孔材料大多是通过随着相对压力增加时，吸附量逐渐地增加的方式进行多层吸附。
这种不受限制的多层形成过产生了II型和III型等温线。
在这种情况下，吸附-脱附曲线重合；也就是说，没有发生滞后现象。
这主要取决于所测试的材料的性质，II型等温线是单层形成的明显特征，否则是在整个压力范围内都是凸起的III型等温线。
后者的行为可以观察到在吸附分子与吸附剂表面和被吸附物作比较时，吸附分子之间的作用是强相互作用。
在介孔材料多层吸附过程中，常常伴随有毛细管冷凝现象发生（IV和V型等温线）。
bet比表面积和氮气吸附脱附
bet比表面积和氮气吸附脱附【知识】bet比表面积和氮气吸附脱附序言在材料科学和化学领域，表面积是一个重要的物性参数，它描述了固体材料与周围环境之间的接触面积。
为了量化固体材料的表面积，科学家们发展了一系列测量方法。
而在这些方法中，bet比表面积和氮气吸附脱附技术已经被广泛应用并深入研究。
本文将深入探讨bet比表面积和氮气吸附脱附的原理、应用以及其在材料科学中的意义。
一、bet比表面积的原理和测量1.1 bet比表面积的定义bet比表面积是根据贝特等温吸附方程（BET equation）来计算的，该方程基于气体在材料表面吸附的模型。
表面积越大，则吸附分子与材料表面的接触面积越大，从而导致更多的分子被吸附。
1.2 bet比表面积的测量方法目前，常用的测量bet比表面积的方法有气相吸附法和液相吸附法。
其中，气相吸附法使用的是氮气吸附脱附技术，而液相吸附法则常用吸附剂为甲苯等有机物。
二、氮气吸附脱附技术的原理和应用2.1 氮气吸附脱附技术的原理氮气吸附脱附技术是测量bet比表面积的常用方法之一。
它基于氮气在材料表面吸附和脱附的过程来获得材料的比表面积。
其中，氮气吸附的等温线通常遵循亚单分子层吸附模型，而脱附曲线则用于计算bet 比表面积。
2.2 氮气吸附脱附技术的应用氮气吸附脱附技术在材料科学中有着广泛的应用。
它可以用来表征催化剂、吸附剂、孔隙材料等材料的表面性质。
通过测量bet比表面积，可以评估材料的孔隙结构、孔隙分布以及吸附性能，从而优化材料的设计和合成。
三、bet比表面积和氮气吸附脱附在材料科学中的意义3.1 表征材料的孔隙结构bet比表面积的测量结果可以提供材料的孔隙结构信息，如孔径分布、孔隙体积等。
这些信息对于理解和控制材料的吸附、传质等过程具有重要意义。
3.2 优化材料的设计和性能通过评估材料的bet比表面积，科学家们可以优化材料的设计和性能。
在催化剂领域，高bet比表面积的材料通常具有更高的活性和选择性。
bet吸附曲线的压力和温度
bet吸附曲线的压力和温度
BET（Brunauer-Emmett-Teller）吸附曲线是描述气体吸附在固
体表面上的物理吸附过程的曲线。
在BET吸附曲线中，压力
和温度是两个重要的参数。
1. 压力：在BET吸附曲线中，压力是指气体分子与固体表面
相互作用的力量。
压力越大，气体分子与固体表面的吸附作用越强，吸附量也就越大。
一般来说，压力越高，在一定温度下，吸附量也会增加。
2. 温度：BET吸附曲线中的温度是指气体分子与固体表面相
互作用的温度。
温度的增加会增加气体分子的动能，使其更容易逃逸或从固体表面解吸。
因此，在一定压力下，温度升高会导致吸附量的减少。
总结起来，BET吸附曲线中的压力和温度分别影响着吸附量
的大小。
压力越高，吸附量越大；温度越高，吸附量越小。
当温度和压力同时变化时，它们的变化会相互影响，从而改变吸附曲线的形状。
吸附脱附曲线分析
吸附等温线- 概述吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示〔1〕。
作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等,而宏观地总括这些特性的是吸附等温线〔2〕。
吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。
在地质科学方面,可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用〔3〕;在煤炭方面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附,并且随着压力的升高,煤对CO2选择性吸附…吸附等温线- 吸附等温线平衡在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。
通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。
吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。
吸附等温线有以下六种（图 1）。
前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。
吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。
Ⅰ型等温线：Langmuir 等温线相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。
Ⅱ型等温线：S 型等温线相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。
在低P/P0处有拐点B，是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子层吸附的完成。
随着相对压力的增加，开始形成第二层，在饱和蒸气压时，吸附层数无限大。
这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于 20nm时常遇到。
它的固体孔径尺寸无上限。
bet吸附曲线绘制
bet吸附曲线绘制
BET吸附曲线是指在气相吸附试验中，通过测定不同压力下
吸附剂（如活性炭、分子筛等）吸附气体的量，绘制出的曲线。
这种曲线常用于研究吸附剂的孔隙结构与表面特性。
要绘制BET吸附曲线，可以按照以下步骤进行：
1. 准备好吸附剂样品，并将样品充分处理以去除可能存在的杂质。
2. 使用吸附仪器（如比表面积分析仪、吸附仪等），通过控制不同压力下气体的吸附量，记录吸附剂样品的等温吸附量。
3. 根据测量所得的吸附量数据和对应的压力数据，计算吸附剂的吸附量/单位质量（通常以吸附量与压力之比表示）。
4. 将计算得到的吸附量/单位质量绘制成曲线图，其中横坐标
为压力或其对数值，纵坐标为吸附量/单位质量。
5. 根据绘制的曲线，可以通过线性拟合来确定BET吸附等温
线段的斜率，从而计算得到吸附剂的比表面积（BET表面积）。
请注意，以上仅是绘制BET吸附曲线的一般步骤，实际操作
中可能还需要根据样品和仪器的具体要求进行一些适当的调整。
此外，在数据处理和绘图时，还可以考虑使用专业的数据分析软件或绘图工具以获得更准确和美观的结果。
吸附脱附曲线分析
吸附等温线- 概述吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示〔1〕。
作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等,而宏观地总括这些特性的是吸附等温线〔2〕。
吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。
在地质科学方面,可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用〔3〕;在煤炭方面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附,并且随着压力的升高,煤对CO2选择性吸附…吸附等温线- 吸附等温线平衡在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。
通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。
吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。
吸附等温线有以下六种（图 1）。
前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。
吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。
Ⅰ型等温线：Langmu ir 等温线相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。
Ⅱ型等温线：S 型等温线相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。
在低P/P0处有拐点B，是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子层吸附的完成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气体吸附等温线通常分为六种，其中五种（I-V）是由国际理论与应用化学会（IUPAC）所定义的。
I型等温线表示在低的相对压力（平衡蒸汽压与饱和蒸汽压的比值）时，材料具有很强的吸附能力进而达到平衡。
I型等温线通常被认为是在微孔或者单层吸附的标志，由于强的吸附作用。
（这可能也有化学吸附的作用，涉及到在吸附质与吸附剂表面的化学键作用，这里我们不讨论化学吸附）值得注意的是，孔的大小是根据他们的直径（或宽度）来进行分类的：微孔（小于2nm），中孔（2-50nm），大孔（大于50nm）。
鉴于大多数多孔固体是使用非极性气体（N2 Ar）进行吸附研究的，所以不太可能出现化学吸附作用。
因此，对于I型等温线的经典解释是材料具有微孔。
然而，I型等温线也有可能是具有孔径尺寸非常接近微孔的介孔材料。
尤其是N2在77K或者Ar在77K和87K圆柱孔情况下，I型等温线将在较低的相对压力（大约0.1作用）下达到平衡对于材料是微孔，从最近的一些报道结果得出的。
因此，当I型等温线没有在相对压力0.1处达到平衡，该材料有可能存在大量的中孔或者就是单独的中孔。
然而，这种I型分布有可能在某种程度上介孔孔径分布范围变宽。
这是因为分布高度均匀圆柱孔的材料可能展示出在相对压力低于0.1或者更小时，可以在吸附等温线被识别（因此，这些等温线可以被分类成IV型等温线，下面我们会讨论）。
尽管，接近饱和蒸汽压的多层可能会十分不连续，但大孔材料大多是通过随着相对压力增加时，吸附量逐渐地增加的方式进行多层吸附。
这种不受限制的多层形成过产生了II型和III型等温线。
在这种情况下，吸附-脱附曲线重合；也就是说，没有发生滞后现象。
这主要取决于所测试的材料的性质，II型等温线是单层形成的明显特征，否则是在整个压力范围内都是凸起的III型等温线。
后者的行为可以观察到在吸附分子与吸附剂表面和被吸附物作比
较时，吸附分子之间的作用是强相互作用。
在介孔材料多层吸附过程中，常常伴随有毛细管冷凝现象发生（IV和V型等温线）。
因此，吸附过程最初是类似于大孔材料，但在较高压力下吸附量上升很陡，是由于毛细管冷凝的原因。
在这里孔被填满后，吸附等温线达到平衡。
毛细管凝聚与毛细管蒸发一般不在同一压力下发生，因此导致了滞后环的产生。
正如我们上面所提到的，在介孔材料的吸附过程中往往会伴随有吸附-脱附滞后现象。
虽然对这种现象进行了大量的研究，但其原因仍不明确。
这种滞后现象通常归因于热力动力学或者网状效应或者这两者的结合。
热力动力学效应与吸附等温线的吸附或脱附亚稳定性有关，即相比于在气相货液相的介孔中，在相对高或低的压力下毛细管凝聚或者蒸发可能会到导致延迟的发生。
另外，这种滞后现象也可能是由于网状效应导致，即如果较大的孔通过较小的孔进入到周围关键中，前者在相对压力下，不能耗尽。
相当于由于后者仍在注入到冷凝的吸附质，导致它们的毛细管蒸发。
所以较大的孔可能在相对于小孔连接处孔毛细管蒸发的压力下被耗尽（或在相对压力下吸附-脱附滞后的限制）。
虽然滞后环往往和网状结构有关，但滞后环被大家认为是热力动力学和网状效应的结合。
某种固体材料的吸附等温线可能也显示出低压滞后环（即使在相对低压下，滞后环也不挨着）。
低压滞后显现可能源于在吸附过程中吸附剂的膨胀或者物理吸附中伴随着化学吸附过程。
根据IUPIC的分类，滞后环分为四类H1-4。
H1所展示的是相对平行和接近垂直的等温线。
这种类型的滞后环通常意味着这种材料是由聚合物（刚性粒子结合聚集）或者接近球状粒子均匀地分布。
最近研究表明，H1滞后环也可以表征为一种带有圆柱孔的集合形状材料以及高孔径均匀分布。
因此，在吸附等温线中H1滞后环表明介孔材料的大孔径分布均匀性与孔道连通性。
H2型滞后环的特征是有一个三角形形状的吸附等温线。
这种等温线常常出现在测试许多无机氧化物介孔材料，主要归因于孔道连通性效应，这被认为是孔道有较窄的出口（类似于墨水瓶口），但后者的识别非常简单。
的确，H2型滞后环在一些具有相对均匀渠道状介孔的材料中得到，当脱附曲线发生在接近相对压力低的吸附-脱附滞后。
这种较低的限制
是所给出的材料在特定的温度（N2相对压力0.4，77K；Ar相对压力0.34和0.26，87K 和77K）。
应该注意的是，在某些特殊情况下，滞后现象将低于这个限制；也就是说，低压滞后现象。
因此，在接近低压吸附-脱附的限制下，H2型滞后环不应该作为判定差的孔道连通性或墨水瓶孔状材料的依据。
事实上，新材料具有均匀的笼状介孔（因此适合与墨水瓶孔固体材料的等温线模型）具有宽的滞后环，没有形成在吸附-脱附曲线中的巨大差异。
这些滞后环似乎是H2和H1的中间类型，而不是H2，可以用以上方法解释。
H3型滞后环在相对压力接近于饱和蒸汽压时，没有达到平衡，表明所测材料由聚合物（松散的聚合物）片状颗粒形成的狭缝状孔。
H4型滞后环的特征是几乎水平平行的吸附等温线，归因于具有窄的狭缝状孔的吸附-脱附。
H4的滞后环可能只是有大孔的存在，并嵌入在小孔径当中。
H3与H4型滞后环很类似，可以认为H3不由板状材料的狭缝孔所决定。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
可复制、编制，期待你的好评与关注）。