有关BJH孔径分布计算模型
bjh孔径分布曲线
bjh孔径分布曲线
孔径分布曲线是用来描述一组孔径数据的分布情况的统计图形。
在材料科学、粉末冶金、颗粒物理等领域中经常会涉及到对孔径进行分析和研究。
常见的孔径分布曲线有以下几种：
1. 频率分布曲线：频率分布曲线是将不同孔径范围的孔径数量与孔径范围进行对应，以展示各个孔径范围内孔径的分布情况。
可以使用直方图或者柱状图表示。
2. 累积分布曲线：累积分布曲线是将孔径按照从小到大的顺序排列，并绘制出其累积百分比随孔径变化的曲线。
通常使用曲线图表示。
3. 概率密度分布曲线：概率密度分布曲线是通过对孔径数据进行统计分析，得到孔径的概率密度函数，并将其画成曲线。
常见的概率密度分布曲线有正态分布曲线、韦伯分布曲线等。
4. 等效直径分布曲线：等效直径分布曲线是将不同孔径的颗粒按照其等效直径进行分类，并记录各个等效直径范围内的颗粒数量。
可以使用直方图或柱状图表示。
这些孔径分布曲线可以帮助我们了解材料中孔径的分布情况，从而有助于进一步分析和研究材料的性质和特点。
bjh吸附平均孔径
bjh吸附平均孔径简介在材料科学领域，吸附平均孔径是衡量材料孔隙结构的重要参数之一。
BJH法（Barrett-Joyner-Halenda法）是一种常用的测量吸附平均孔径的方法，它基于气体吸附实验数据，通过对等温线上吸附量和相对压力的分析，可以得到材料的孔隙分布和吸附平均孔径。
BJH法原理BJH法是根据气体在固体表面上的物理吸附现象来测量材料孔隙结构参数的一种方法。
其原理基于以下几个假设： 1. 吸附剂与被吸附物质之间存在Van der Waals 力； 2. 吸附剂表面存在均匀分布的孔隙； 3. 孔隙尺寸小于气体分子自身尺寸。
BJH法主要包括以下步骤： 1. 实验前处理：将待测样品经过干燥、脱氧等处理，以去除表面水分和氧化物。
2. 吸附实验：将待测样品暴露在特定气体（通常为液氮温度下的液体氮）中，使其发生吸附作用。
3. 吸附等温线测量：通过逐渐加大气体压力，并测量吸附剂表面上的吸附量和相对压力之间的关系，得到吸附等温线。
4. 孔隙分布计算：根据BJH公式，将吸附等温线转化为孔隙分布曲线。
5. 吸附平均孔径计算：通过对孔隙分布曲线进行积分计算，获得吸附平均孔径。
BJH法公式BJH法使用以下公式来计算孔隙分布和吸附平均孔径： 1. 孔隙体积（Vp）：Vp = (1/RT) * (dV/d(logP)) 2. 孔隙直径（Dp）：Dp = 4Vp/π其中，R为理想气体常数，T为实验温度，Vp为孔隙体积，P为相对压力。
实验注意事项在进行BJH法测量时，需要注意以下几点： 1. 样品的制备要求高质量的、无杂质的材料，并经过充分干燥处理； 2. 实验环境应保持恒定的温度和湿度，以避免对实验结果的影响； 3. 实验过程中需要精确测量吸附量和相对压力，使用合适的仪器设备进行测量； 4. 在计算孔隙分布和吸附平均孔径时，需要注意数据的准确性和可靠性。
应用领域BJH法广泛应用于材料科学研究中，特别是在催化剂、吸附剂、纤维材料等领域。
有关BJH孔径分布计算模型
有关BJH孔径分布计算模型有关BJH 孔径分布计算模型BJH 是目前使用历史最长，普遍被接受的孔径分布计算模型，它是基于Kelvin 毛细管凝聚理论发展的。
有关Kelvin 方程，陈诵英教授的描述比较简明: BJH 法是通过简单的几何计算应用Kelvin方程的经典方法，它假设孔型是圆柱孔。
在这种方法普遍使用了60年后，随着MCM－41 模板孔径分子筛的问世，人们突然发现BJH 法有着极大误差，低估孔径可达20%！图为MCM-41 正六角形蜂窝状孔径及TEM电镜照片：MCM －41 的出现证实了非定域密度函数理论（NLDFT )计算孔径分布的正确性，同时也证明了：因此，ISO15901《固体材料孔径分布与孔隙率的压汞法和气体吸附法测定——第2 部分: 气体吸附法分析介孔和宏孔》对BJH 的使用提出了明确的限定条件：采用Barret, Joyner和Halenda方法计算介孔孔径分布:由吸附等温线计算孔径分布的代数过程存在多个变化形式，但均假定:1)孔隙是刚性的，并具有规则的形状（比如，圆柱状）2)不存在微孔；3)孔径分布不连续超出此方法所能测定的最大孔隙，即在最高相对压力处，所有测定的孔隙均已被充满。
Barrett，Joyner 和Halenda 曾描述了一种普遍采用的方法[6]。
其总体计算步骤如下：1)不论采用的是等温线的吸附分支，还是脱附分支，数据点均按压力降低的顺序排列。
2)将压力降低时氮气吸附体积的变化归于两方面的原因。
一是在由Kelvin 方程针对高、低两个压力计算出的尺寸范围内的孔隙中毛细管凝聚物的脱除，二是脱除了毛细管凝聚物的孔壁上多层吸附膜的减薄。
3)为测定实际孔径和孔体积，必须考虑，在毛细管凝聚物从孔隙中脱除时，残留了多层吸附膜。
应用BJH 另一个非常致命的问题就是在脱附曲线上出现假峰！这是目前文献中出现频率最高的错误，有些导致了整个论文论点的推翻。
如果吸附等温线不是IV 类H1 型迟滞环，用脱附曲线计算BJH 孔径分布就会出现一个非常漂亮的假峰，这个峰的位置非常固定，77K 下的氮吸附孔分布基本在4nm 左右：判断假峰的方法也非常容易，只要看一下脱附曲线和吸附曲线上求得的BJH 孔径分布曲线形状差异明显，即有可能是假峰：（插图）有关假峰出现的原因，可查阅3M 上2003 年第60 期的此文：“ Pore size determination in modified micro- and mesoporous materials.Pitfalls and limitations in gas adsorption data analysis ”有关假峰，ISO15901 中有一段比较晦涩的描述：需要谨慎考虑可以依据77 K 下的实验氮气吸附数据，计算介孔和宏孔的孔径分布的条件。
bjh孔容积孔径分布
bjh孔容积孔径分布bjh孔容积孔径分布是对材料孔隙结构进行表征的重要手段，其数据分析结果对于材料性质的了解和改进有着重要的作用。
本文将就bjh孔容积孔径分布这一主题，进行系统阐述和分析。
一、bjh孔容积孔径分布的原理bjh孔容积孔径分布是通过物理吸附法来实现的，首先通过等温吸附法（通常是氮气吸附）测试材料吸附等温线，在将吸附量除以氮气的单层吸附量得到孔体积，再将孔体积求和得到孔容积。
然后将孔容积由小到大排序，然后以LogP（吸附剂的压力p）明确一组体积分布，即具有相同孔径的孔的总体积所占比例。
二、bjh孔容积孔径分布的应用在材料性质研究中，bjh孔容积孔径分布能够帮助研究者了解材料孔隙结构的大小和分布情况，从而推导出更深入的材料性质表征和研究。
比如，利用bjh孔容积孔径分布数据，可以计算出材料的比表面积、平均毛细管孔径、孔径分布的偏度以及峰度等信息，这些信息有利于改进材料的各种性质，如饱和磁化强度、催化活性、热稳定性等等。
三、bjh孔容积孔径分布的关键要素在进行bjh孔容积孔径分布测试时，需要特别关注以下几个关键因素：1. 吸附剂的选择：吸附剂性质直接关系到bjh孔容积孔径分布的信息量和准确性，需要根据不同的材料和研究目的选择合适的吸附剂。
2. 材料的预处理：材料表面的含油、水分或杂质都会直接影响bjh孔容积孔径分布的测试结果，并且看不出脉冲，因此需要进行必要的表面处理。
3. 实验条件的稳定性：气体流量、温度、压力等实验条件的变化会影响到测试结果的准确性和可重复性，因此需要严格控制实验条件。
四、总结本文对bjh孔容积孔径分布的原理、应用、关键要素等进行了阐述。
可以看出，bjh孔容积孔径分布作为一种重要的材料孔隙结构表征手段，被广泛用于材料领域的各个方向和领域。
然而由于其测试和分析要求较高，需要专业实验人员和研究者进行实验和数据分析，才能得到准确的测试结果和改进的材料性能。
关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明
关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明目的：是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念，不会讲太多源头理论，内容不多，力求简明实用。
本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践，做个总结一是长久以来的心愿，二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。
由于内容是自己的总结和认识，很可能会有部分错误，希望大家能给予建议、批评和指导，好对内容做进一步的完善。
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screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window';}" border=0>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(?型，??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?型；低压端偏X 轴说明与材料作用力弱(???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。
氮气等温线及算比表面和孔径分布
氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布◆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(I型，II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?型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(???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?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1.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0.354nm2.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0.61mL3.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。
从图中可看出，在低压段吸附量平缓增加，此时N2 分子以单层到多层吸附在介孔的内表面，对有序介孔材料用BET方法计算比表面积时取相对压力p/p0 = 0.10~0.29比较适合。
bjh吸附平均孔径
bjh吸附平均孔径吸附平均孔径（Bjh Average Pore Diameter）是反映吸附材料孔隙结构特征的一个重要参数。
它指的是吸附材料在一定条件下，吸附剂分子在孔隙内的平均自由路径长度。
吸附平均孔径的大小直接决定了吸附材料对分子的吸附能力和选择性。
吸附平均孔径的计算通常基于BJH（Barret-Joyner-Halenda）理论模型。
该理论是由Barrett等人在1951年提出的，被广泛应用于多孔材料的孔隙结构表征。
根据BJH理论，通过测量吸附物在吸附剂表面的浸润度，绘制等温线，然后对吸附等温线进行分析，可以得到吸附材料的孔隙分布曲线。
吸附平均孔径的大小与吸附材料的储存能力、传质性能和反应速率密切相关。
较大的吸附平均孔径表明吸附材料具有较大的孔隙空间，有利于分子的扩散和传质，同时也可以提高反应速率。
而较小的吸附平均孔径则可以增加吸附材料与分子之间的接触面积，提高吸附能力和选择性。
为了准确测量吸附平均孔径，常见的方法包括氮气吸附法（BET 法）、水蒸汽吸附法（DFT法）和压汞法等。
其中，氮气吸附法是最常用的方法之一。
通过测量氮气在吸附表面和孔隙内的吸附量，利用BJH 理论模型进行计算，可以得到吸附平均孔径和吸附材料的孔隙分布。
吸附平均孔径的研究在很多领域都具有重要意义。
在环境科学中，研究吸附材料的孔隙结构和吸附平均孔径有助于理解吸附过程和提高废水处理效率。
在石油工业中，对吸附剂的孔隙结构和吸附平均孔径的研究可以优化催化剂的性能，提高油品的裂化效率。
在材料科学中，研究吸附材料的孔隙结构和吸附平均孔径可以指导新材料的设计和合成，提高吸附材料的性能。
总之，吸附平均孔径作为吸附材料的重要参数，在吸附过程和材料研究中具有重要的指导意义。
通过了解和控制吸附平均孔径的大小，可以提高吸附材料的吸附能力和选择性，优化反应过程，提高催化效率和材料的性能。
因此，深入研究吸附平均孔径的测量方法和孔隙结构分析对于促进吸附材料的应用和开发具有重要意义。
bjh法孔径分布
bjh法孔径分布
BJH法（Barrett-Joyner-Halenda）是一种常用的多孔介质孔径分布分析方法。
该方法通过对多孔介质中各孔的渗流性质进行测定，推算出孔径的分布情况。
BJH法的基本原理是，多孔介质在一定的温度和压力条件下，孔径大于一定大小的孔隙只能通过压力差来流动。
因此，可以通过测量不同压力下的孔隙流量来推算出孔隙的大小分布。
BJH法的具体步骤如下：
1. 将样品经过表面积测定和骨架密度测定后，进行真空处理，以去除内外部的吸附水和气体。
2. 用低温液氮对试样进行提取，使孔隙内的液体迅速蒸发，形成干燥状态的样品。
3. 将样品放入装有压力计的孔隙容器中，在各个压力下测量孔隙的渗流性质。
4. 根据试验结果，通过对孔隙渗流性质与孔径大小的关系进行分析，得出孔径分布曲线。
通过BJH法可以得到多孔介质的孔径分布信息，包括孔隙体积、孔隙直径、孔隙形状等。
这些信息对于了解多孔材料的渗透性、吸附性能和传质性能等具有重要意义。
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有关BJH 孔径分布计算模型
BJH 是目前使用历史最长，普遍被接受的孔径分布计算
模型，它是基于Kelvin 毛细管凝聚理论发展的。
有关Kelvin 方程，陈诵英教授的描述比较简明: BJH 法是通过简单的几何计算应用Kelvin
方程的经典方法，它假设孔型是圆柱孔。
在这种方法普遍使
用了60年后，随着MCM－41 模板孔径分子筛的问世，人们
突然发现BJH 法有着极大误差，低估孔径可达20%！
图为MCM-41 正六角形蜂窝状孔径及TEM电镜照片：
MCM －41 的出现证实了非定域密度函数理论（NLDFT )计
算孔径分布的正确性，同时也证明了：因此，ISO15901《固体材料孔径分布与孔隙率的压汞法和气体吸附法测定——第2 部分: 气体吸附法分析介孔和宏孔》对BJH 的使用提出了明确的限定条件：
采用Barret, Joyner和Halenda方法计算介孔孔径分布:
由吸附等温线计算孔径分布的代数过程存在多个变化形式，但均假定:
1)
孔隙是刚性的，并具有规则的形状（比如，圆柱状）
2)
不存在微孔；
3)
孔径分布不连续超出此方法所能测定的最大孔隙，即在最高相对压力处，所有测定的孔隙均已被充满。
Barrett，Joyner 和Halenda 曾描述了一种普遍采用的方法[6]。
其总体计算步骤如下：
1)
不论采用的是等温线的吸附分支，还是脱附分支，数据点均按压力降低的顺序排列。
2)
将压力降低时氮气吸附体积的变化归于两方面的原因。
一是在由Kelvin 方程针对高、低两个压力计算出的尺寸范围内的孔隙中毛细管凝聚物的脱除，二是脱除了毛细管凝聚物的孔壁上多层吸附膜的减薄。
3)
为测定实际孔径和孔体积，必须考虑，在毛细管凝聚物从孔隙中脱除时，残留了多层吸附膜。
应用BJH 另一个非常致命的问题就是在脱附曲线上出现假峰！这是目前文献中出现频率最高的错误，有些导致了整个论文论点的推翻。
如果吸附等温线不是IV 类H1 型迟滞环，用脱附曲线计算
BJH 孔径分布就会出现一个非常漂亮的假峰，这个峰的位置非常固定，77K 下的氮吸附孔分布基本在4nm 左右：判断假峰的方法也非常容易，只要看一下脱附曲线和吸附曲线上求得的BJH 孔径分布曲线形状差异明显，即有可能是假峰：（插图）有关假峰出现的原因，可查阅3M 上2003 年第60 期的此文：“ Pore size determination in modified micro- and mesoporous materials.
Pitfalls and limitations in gas adsorption data analysis ”
有关假峰，ISO15901 中有一段比较晦涩的描述：
需要谨慎考虑可以依据77 K 下的实验氮气吸附数据，计
算介孔和宏孔的孔径分布的条件。
当实验数据具有如下特点时，可以很稳妥地进行计算：
1)
孔隙是刚性的，且尺寸分布于一个狭窄、明确的范围内（如表现出H1 型迟滞回线）；
2)
没有微孔或很大的宏孔，或者可以加以考虑（如表现出明确的IV型等温线，或由t-plot或a s-plot的特征可以看出）。
可以使用等温线的吸附分支数据，也可以使用脱附分支数
据。
作出选择并不容易，概括给出主要建议可能有助于选择：
比较均匀的圆柱孔的相对简单的孔结构可能产生狭窄的H1 型迟滞回线，此时往往采用脱附分支进行分析。
如果观察到
H2 型回线，表明出现了连通、孔堵塞及相关的渗透现象；采用任何一个分支也不完全稳妥，因为可能具有混合效应
即同时具有延迟凝聚和网络渗透）。
如果采用一定的方法，考虑了孔径对延迟凝聚现象，尤其是在孔隙流体的介稳态范围内的影响，则可以采用吸附分支进行孔径分析。
而且，当
陡峭的脱附分支位于临界p/pO （对于K的N2，即位于约）
时，凝聚物会变得不稳定，孔隙会发生排空[1] 。
此时，依据脱附分支，不可能获得正确的孔径分布。
综上所述，BJH 作为介孔孔径分布计算的经典方法目前发现存在以下问题：
1. 5nm 以下的分析结果偏低1O%－2O%。
2.
按教科书的方法，用脱附曲线求孔径分布常出现假峰（因为
教科书上都是以氧化铝为例，这是非常规矩的IV 类等温线
H1 迟滞环－介孔窄分布样品，而目前研究的课题都是微孔或微介孔样品）
因此，需要强调BJH 孔径分布的应用条件：
1. 孔隙是刚性的，不能用于软孔样品；
2. 样品不存在微孔；
3. 适用于筒形孔或圆柱孔条件，即活性炭样品绝对不能用
BJH 处理；
4. 4nm 以上孔径分析误差较小；4nm 以下孔径分析误差可达20%（偏小）；
5. 只有IV 类等温线H1 迟滞环可以用脱附曲线计算孔径分布；
6. 用吸附曲线计算目前普遍研究的样品比较保险；
7. H2 型迟滞环绝对不能用脱附曲线计算孔径分布。
希望今后能少看到一些文章中的这种错误。
[1]
Rouqu erol, F., Rouqu rol, J., Sing,
K., Adsorption by Powders and Porous Solids, Academic Press, San Diego 1999, p. 200.。