学术干货丨孔结构与物理吸附经典问答之应用篇(上)
多孔介质中的液体吸附行为
多孔介质中的液体吸附行为多孔介质是一种具有许多微小孔隙的材料，常见的多孔介质包括多孔陶瓷、泡沫材料、纳米纤维膜等。
液体吸附行为在多孔介质中起着重要的作用，对于理解和控制多孔介质的性能至关重要。
在本文中，我们将探讨多孔介质中的液体吸附行为的原理、影响因素以及应用领域。
1.多孔介质中的液体吸附原理多孔介质中的液体吸附是指液体分子在多孔介质表面附着并被孔隙所吸收的过程。
这种吸附现象可以通过分子间作用力来解释，其中最主要的是范德华力和毛细作用力。
范德华力是分子间的吸引力，而毛细作用力则是由于液体在孔隙中发生曲率而产生的力。
当多孔介质表面的润湿性好时，液体分子更容易被吸附进入孔隙中。
2.影响多孔介质液体吸附的因素（1）孔隙结构：孔隙的形状和大小对液体吸附行为有重要影响。
较小的孔隙会增加液体的吸附能力，而较大的孔隙则可能导致液体分子在多孔介质中的扩散和流动。
（2）孔隙表面性质：多孔介质的表面性质对液体吸附行为具有显著影响。
表面疏水性会减少液体在孔隙中的吸附能力，而表面亲水性则会增加吸附能力。
（3）液体性质：液体的性质也会对吸附行为产生影响。
例如，液体的粘度和表面张力越大，其在多孔介质中的扩散速度就越慢，吸附效果也会受到影响。
（4）温度：温度对多孔介质中的液体吸附行为具有重要影响。
一般来说，温度越高，液体的扩散速度越快，吸附能力也会增强。
3.多孔介质中液体吸附的应用领域（1）催化剂和吸附剂：多孔介质广泛用于催化剂和吸附剂的制备。
通过控制多孔介质的孔隙结构和表面性质，可以实现对不同分子的选择性吸附和催化反应，提高催化剂和吸附剂的效率和选择性。
（2）分离和纯化技术：多孔介质在分离和纯化技术中具有重要应用。
例如，通过多孔陶瓷膜实现乳化液分离、气体吸附分离和离子交换等过程，可以有效提高分离效果和纯化程度。
（3）能源领域：多孔介质在能源领域中有广泛应用。
例如，多孔材料在电池、燃料电池和储氢材料等方面的应用中具有独特的优势，能够提高能源的存储和释放效率。
物理吸附仪讲义
Ｇ
Ｍ２／Ｇ
设备结构
气源 高纯氦气和氮气（其他吸附质） 前处理 独立脱气站 气路系统 高集成不锈钢气路模块 真空系统 真空泵 压力探测系统 压力传感器 冷却液 液氮 数据处理
设备操作流程
1、样品称量 按照仪器说明书称量样品重量并记录 2、样品前处理 参照说明书在合适的温度下对样品进行脱水、干燥、 抽真空,处理时间根据样品性质决定，一般为10小时 左右，温度的选择以不破坏样品结构为前提 3、安装样品管 4、开气 5、开机、装冷却液 6、打开工作站，录入数据，启动 7、完成样品测试，先关仪器后关气源
死体积校准
死体积参与的是液氮温度下的计算，它的数值是否准 确直接影响测试数据的准确性和精度 ● 随着液氮的挥发液位同样品管的相对位置会发生变化， 虽然采用液位传感器和升降系统可以保持液位与样 品管相对位置不变，但是液位与杜瓦瓶瓶口的相对 位置会发生变化，杜瓦瓶口到液氮液面始终存在着150℃——20℃的温差，该温差随着液氮杯的升降， 始终影响着样品管内死体积的校准。彼奥德电子引 入温差动态校准技术，提高仪器测试精度
活性炭(Activated Carbons)— 在汽车油气回收、油漆的溶剂回收 和污水污染控制方面，活性炭的孔隙度和比表面必须控制在很窄 的范围内
碳黑(Carbon Black)— 碳黑生产者发现碳黑的比表面影响轮胎的磨 损寿命、摩擦等性能，特定使用的轮胎或者不同车型的轮胎需要 不同材料的比表面 催化剂(Catalysts)— 活性的比表面和孔结构极大地影响生产效率 ，限制孔径允许特定的分子进入和离开。化学吸附测试对于催化 剂的选择、催化作用的测试和使用寿命的确定等具有指导作用。
VI
数据报告来自SSA-7300
BET比表面积
物理吸附原理
物理吸附原理
物理吸附是指气体或液体分子在固体表面上的吸附现象。
在物理吸附中，吸附
剂和被吸附物之间的相互作用主要是范德华力。
范德华力是一种瞬时诱导作用力，它是由于分子内部电子的瞬时极化而产生的。
物理吸附主要发生在低温和高压下，吸附物分子与吸附剂表面的相互作用较弱，因此吸附物分子之间的相互作用较小，可以形成多层吸附。
物理吸附的特点是吸附速度快，吸附量大，吸附后的吸附物易于脱附。
吸附量
与吸附剂的孔径大小和吸附物分子的大小有关，通常情况下，吸附剂的孔径越大，吸附量越大。
此外，温度和压力也会影响吸附量，一般来说，温度越低，压力越高，吸附量越大。
物理吸附是一种可逆的过程，吸附后的吸附物可以通过升温或减压的方法脱附。
这种特点使得物理吸附在工业上有着广泛的应用，比如用于气体的分离和净化、催化剂的载体、吸附式制冷和吸附式热泵等领域。
物理吸附的研究对于理解表面现象和开发新材料具有重要意义。
通过研究吸附
等温线和吸附动力学曲线，可以了解吸附过程中分子之间的相互作用和表面结构的特点。
此外，通过改变吸附剂的性质和结构，可以调控吸附过程，提高吸附性能，为工业应用提供更好的材料选择。
总之，物理吸附是一种重要的表面现象，它在工业生产和科学研究中都有着广
泛的应用和重要意义。
通过深入研究物理吸附的原理和特性，可以更好地理解和利用这一现象，为材料科学和工程技术的发展做出贡献。
吸附专业知识讲座
上面二种吸附往往是相伴发生，而不能 严格分开，是几种吸附综合作用旳成果， 可能存在以某种吸煤、沸石、硅藻土、焦炭、
木炭等。
1、活性炭旳制造
高温炭化
活化,800~900℃
BET公式能够适应更广泛旳吸附现象。
※吸附量q是选择吸附剂和吸附设备旳主要 参数，q决定吸附剂再生周期旳长短，q 越大，再生周期越长，再生剂用量及其 费用越小。q经过吸附试验来拟定。
10.2.2 吸附速度
V q / t , 单位: g /(g • min)
吸附速度V决定了废水和吸附剂旳接 触时间，V越大，则接触时间越短，所需 设备容积就越小，反之亦然。
（3）穿透点：当出水吸附质浓度Ca为 (0.05~0.10)Co时所相应旳出水总体积或 吸附时间旳穿透曲线上旳那一点叫穿透 点。
（4）吸附终点：出水浓度Cb为 (0.90~0.95)Co时所相应旳出水总体积旳 穿透曲线上旳那一点叫吸附终点（耗竭 点）。
（5）吸附带长度δ：从ta到tb旳△t时间内， 吸附带所移动旳距离叫吸附带长度δ
2.药剂再生法：无机酸或NaOH，有机溶 剂（苯、丙酮等）
3.化学氧化法：电解氧化法，O3氧化法， 湿式氧化法。
4.生物法：利用微生物旳作用，将被活性 炭吸附旳有机物加以氧化分解。
10.4 吸附塔旳设计
10.4.1 博哈特——亚当斯计算法
1.博哈特——亚当斯方程式
lnC0 / Ce 1 lnexpKN0h /V 1 KC0t （10-8）
（q=f(C)）叫吸附等温线。用数学公式描述 则叫吸附等温式。 4.吸附等温式（三种）
大孔吸附树脂应用的原理
大孔吸附树脂应用的原理首先，大孔吸附树脂的的孔结构是其能发挥吸附性能的关键。
这种树脂具有开放的大孔结构，孔径通常在50~1000Å之间，使得其具有很大的表面积和孔容量。
这样的孔结构使得大孔吸附树脂能够接触到更多的目标物质，有助于增加吸附效果。
其次，大孔吸附树脂的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附两个方面。
物理吸附是指吸附树脂与目标物质之间由于分子间力吸引而形成的吸附作用。
这种吸附是一个可逆的过程，吸附物质可以通过改变实验条件如温度、压力等来解吸。
物理吸附主要通过分子间的范德华力、静电力等相互作用来实现吸附。
在大孔吸附树脂中，由于其较大的孔径和表面积，有助于增加吸附物质与树脂之间的接触面积和接触概率，从而增加吸附效果。
化学吸附是指吸附树脂与目标物质之间发生化学反应而形成的吸附作用。
这种吸附是一个不可逆的过程，吸附物质与树脂发生了化学键的形成，需要通过特定的条件如pH、温度等来解吸。
化学吸附主要基于目标物质与树脂之间的化学键结合，这种结合是极其稳定的，可以经受高温、酸碱等极端条件的影响。
大孔吸附树脂通常具有很高的比表面积和孔容量，提供了足够多的活性位点，有利于化学吸附的发生。
在实际应用中，大孔吸附树脂的选择需要考虑目标物质的特性和工艺要求。
例如，如果目标物质为中性有机物，物理吸附可能会是主要的吸附方式；而如果目标物质为离子化合物，静电相互作用可能会成为主要的吸附机制。
此外，吸附树脂的选择还需要考虑树脂的选择性、稳定性、机械强度等因素。
总之，大孔吸附树脂应用的原理主要基于树脂的大孔结构和物理、化学吸附的相互作用。
了解吸附树脂的特点和目标物质的性质，选择适合的大孔吸附树脂，在实际工艺中进行调整和优化，可以实现高效的吸附分离、纯化、浓缩等过程。
物理吸附
孔结构表征－静态容量法
1. 将一定量的催化剂装入样品管1中，加热、真空脱气后 放在恒温缸中； 2. 从贮气瓶4中放出一定量的吸附气体，用压力计读出压 力，再打开样品管活塞，待吸附平衡后再读取压力； 3. 从压差的变化，用气体状态方程可计算吸附量。用量 气管中水银液面的升降，调节系统中的压力和体积， 可得到不同压力下的吸附量，从而绘出吸附等温线， 得到比表面、孔分布等信息。
斜率＋截距
4.由 4.由 S＝
N A AVm 22400W
求得样品的比表面积
其中NA——阿佛加德罗常数 其中N 阿佛加德罗常数 吸附气体分子的横截面积（ A——吸附气体分子的横截面积（m2） 吸附气体分子的横截面积 样品的质量(g) W——样品的质量(g) 样品的质量
总孔体积和平均孔径的测定
总孔体积：吸附等温线上最大的吸附量对应的液体体积即 为总孔体积
比表面积测定原理和方法
比表面积（ 比表面积（S）：单位质量的催化剂所具有的表面积，单位m2/g 单位质量的催化剂所具有的表面积，单位 方法： 方法：物理吸附法 p 1 c −1 p = + • 依据： 依据：BET多层吸附理论 多层吸附理论
V ( p0 − p) Vm c Vm c p0
步骤： 步骤： 1.测定不同p下对应的吸附量V； 作图，得一直线，截距为1 2.以p/V(p0-p) 对p/p0作图，得一直线，截距为1/Vmc， 斜率为( 斜率为(c - 1)/Vmc； 1 3.由 Vm = 计算单层吸附量Vm；
BET 吸附等温式
p 1 c −1 p = + V ( p0 − p ) Vmc Vmc p0
V——吸附量（mL） p——吸附时的平衡压力（Pa） p0——吸附气体在给定温度下的饱和蒸汽压（Pa） Vm——样品表面形成单分子层所需要的气体体积（mL） c——与吸附热有关的常数
大孔金属有机框架中的气体吸附位置课件
03
吸附热力学的基本概念
包括吸附热、解吸热、等温吸附和变温吸附等。
气体在大孔金属有机框架中的吸附机制
物理吸附与化学吸附
物理吸附是指气体分子通过范德华力被吸附在固体表面上的过程；化学吸附则是气体分子与固体表面原子或分子 之间通过形成化学键而发生的吸附。
大孔金属有机框架中的气体吸附机制
大孔金属有机框架中气体分子的吸附机制主要包括填充、覆盖和填充+覆盖等。
气体吸附性能的评估方法
吸附等温线的测定
通过测定不同压力下气体在大孔金属有机框架上的吸附量，可以绘制出吸附等温线，从而 评估其吸附性能。
吸附热力学参数的计算
通过分析吸附等温线，可以计算出吸附热力学参数，如吸附热、解吸热等，这些参数可以 用来评估大孔金属有机框架的吸附性能。
气体选择性和分离性能的评估
通过比较不同气体在大孔金属有机框架上的吸附量，可以评估其对不同气体的选择性和分 离性能。
研究内容与目 标
研究内容
本研究旨在系统研究大孔MOFs中的气体吸附位置，探讨不 同气体在MOFs中的吸附机制和影响因素。
研究目标
通过实验和模拟相结合的方法，揭示气体在大孔MOFs中的 吸附位置和吸附机理，为优化MOFs的结构和性能提供理论 支持，促进其在气体分离和储存领域的应用。
PART 02
大孔金属有机框架的基本 结构与性 质
大孔金属有机框架中 的气体吸附位置课件
目录
• 大孔金属有机框架的基本结构与性质 • 大孔金属有机框架中的气体吸附机理 • 大孔金属有机框架中的气体吸附实验研究 • 大孔金属有机框架在气体吸附领域的应用前
景
PART 01
引言
研究背景与意 义
随着工业的发展，气体分离和储存技术在石油、化工、能源等领域的应 用越来越广泛，对高效、低能耗的分离技术和材料的需求也越来越迫切。
吸附原理及应用
树脂为多孔性结构，具有分子筛的作用
有机化合物根据吸附力的不同及分子量的 大小，在树脂的吸附机理和筛分原理作用 下实现分离。
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44
大孔吸附树脂
应用范围广
整个过程PH值不变，适于对PH值敏感的物质 能从存在大量无机盐的发酵液中分离提取抗菌素等
物质
理化性质稳定
稳定性高，机械强度好，耐用 避免溶剂法对环境的污染及离子交换法对设备的腐
吸附过程理论基础
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14
吸附过程理论基础
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15
一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力 之间的特殊定向力，比诱导力、色散力都有大
两种原子电负性越大，半径 越小，H键就越能形成，作用 也就越大，越有利于吸附。
氢键
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16
吸附过程理论基础
•当分子间距离减小时，
范德华力增大，但当分
料液流出
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3
吸附: 典型的表面现象
吸附剂
吸附质
脱附：吸附的逆过程
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4
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5
概述
吸附的特点：
（1） 不用或少用有机溶剂 （2） 操作简便，安全 （3） 生产过程pH变化小 （4） 从稀溶液分离溶质 （5） 吸附剂对溶质的作用小 （6） 吸附平衡为非线性 （7）选择性差
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5表面化学性质
吸附剂在制造过程中会形成一定量的不均匀表 面氧化物，其成分和数量随原料和活化工艺不 同而异。
表面氧化物成为选择性的吸附中心，使吸附剂 只有类似化学吸附的能力，
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57
影响吸附的因素
（二）吸附质的性质
对于一定的吸附剂，由于吸附质性质的差异， 吸附效果也不一样。
吸附知识点总结
吸附知识点总结在学习的过程中，我们常常会遇到各种各样的知识点，有些知识点难以理解和记忆，而有些知识点则容易被我们吸附并牢记于心。
那么，如何有效地吸附知识点呢？下面我将分享一种逐步思考的方法，帮助我们更好地吸附知识点。
第一步：建立基础知识框架在学习新的知识点之前，我们首先要建立一个基础知识框架。
这个知识框架可以是一个概念地图或者是一份简单的提纲，用来整理和梳理相关的知识点。
通过建立基础知识框架，我们可以清晰地了解知识点之间的逻辑关系，帮助我们更好地理解和吸附这些知识点。
第二步：挖掘背后的原理和机制理解知识点的原理和机制是吸附知识点的关键。
当我们遇到一个新的知识点时，我们可以尝试挖掘它背后的原理和机制。
例如，如果我们学习一个物理定律，我们可以思考它是如何被发现的，它是如何被应用和验证的。
通过挖掘背后的原理和机制，我们可以更深入地理解知识点，从而更容易吸附这些知识点。
第三步：与已有知识进行关联将新的知识点与已有的知识进行关联是吸附知识点的有效方法之一。
当我们学习新的知识点时，我们可以思考它与已有的知识有何关联。
例如，我们可以思考一个新的数学公式与已经学过的数学定理是否有相似之处，或者一个新的历史事件与已经了解的历史背景是否有关联。
通过与已有知识的关联，我们可以更容易地吸附和记忆新的知识点。
第四步：实践和应用知识点实践和应用是吸附知识点的重要步骤。
学习知识点后，我们应该尽快地将其应用到实际问题中。
例如，如果我们学习了一个编程语言的语法规则，我们可以尝试编写一些简单的程序来应用这些规则。
通过实践和应用，我们可以更深入地理解知识点，并且更容易记忆和吸附这些知识点。
第五步：复习和总结知识点最后一步是复习和总结知识点。
复习是巩固和加深对知识点的理解和记忆的重要方法。
在复习过程中，我们可以思考知识点的关键概念和要点，并将其总结成简洁的语言。
通过不断地复习和总结，我们可以更好地吸附和记忆知识点。
通过以上逐步思考的方法，我们可以更有效地吸附和记忆各种知识点。
干货丨气体吸附分析技术—孔结构与物理吸附经典问答之基础篇
⼲货⼁⽓体吸附分析技术—孔结构与物理吸附经典问答之基础篇⽬前，⽓体吸附分析技术作为多孔材料⽐表⾯和孔径分布分析的不可或缺的⼿段，得到了⼴泛应⽤。
物理吸附分析不仅应⽤于传统的催化领域，⽽且渗透到新能源材料、环境⼯程等诸多领域。
本专题分为基础篇，实验篇和应⽤篇，旨在以实⽤为⽬的，⼒求避免冗余和数学公式，按实验的思维顺序逐步理清物理吸附相关的疑难点。
当然，对于⼀些⽐较复杂的问题，我们将会专门出专题⽂章进⾏介绍。
来源：材料⼈1. 什么是表⾯和表⾯积？表⾯是固体与周围环境,特别是液体和⽓体相互影响的部分;表⾯的⼤⼩即表⾯积。
表⾯积可以通过颗粒分割（减⼩粒度）和⽣成孔隙⽽增加，也可以通过烧结、熔融和⽣长⽽减⼩。
2. 什么是⽐表⾯积？为什么表⾯积如此重要?⽐表⾯积英⽂为specific surface area，指的是单位质量物质所具有的总⾯积。
分外表⾯积、内表⾯积两类。
国际标准单位为㎡/g。
表⾯积是固体与周围环境，特别是液体和⽓体相互作⽤的⼿段和途径。
⼀般有下列三种作⽤：1) 固体-固体之间的作⽤：表现为⾃动粘结，流动性(流沙)，压塑性等。
2) 固体-液体之间的作⽤：表现为浸润，⾮浸润，吸附能⼒等。
3) 固体-⽓体之间的作⽤：表现为吸附，催化能⼒等。
3. 什么是孔？根据ISO15901 中的定义，不同的孔（微孔、介孔和⼤孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙）。
4. 什么是开孔和闭孔？多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔（open p ore），包括交联孔、通孔和盲孔。
这些孔道的表⾯积可以通过⽓体吸附法进⾏分析。
除了可测定孔外，固体中可能还有⼀些孔，这些孔与外表⾯不相通，且流体不能渗⼊，因此不在⽓体吸附法或压汞法的测定范围内。
不与外界连通的孔称为闭孔(close p ore)。
开孔与闭孔⼤多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如⾼温烧结可使开孔变为闭孔。
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学术干货丨孔结构与物理吸附经典问答之应用篇（上）序渐进原则，本专题从基础篇、实验篇逐渐讲到应用篇，本专题共100问，分四期。
由于内容较多，我们将应用篇分为上下两篇进行讲述，每篇25问。
往期回顾，请见：学术干货丨孔结构与物理吸附经典问答之基础篇学术干货丨孔结构与物理吸附经典问答之实验篇51. 含有微孔的吸附等温线是什么样的？我们从中能得到哪些信息？样品一旦清洁后，就要转移至外置的杜瓦瓶（或其它恒温浴）中使其处于恒温状态。
然后，使少量的气体（被吸附物，即吸附质）逐步进入被抽真空的样品管。
进入样品管的吸附质分子很快便到达固体样品（即吸附剂）上每一个孔的表面。
如果样品既有微孔也有介孔，那么其吸附等温线应该包含如下几个阶段：•1) 极低压力下的微孔填充（相对压力小于0.01）区：含微孔样品的等温线初始段呈明显大而陡的上升，然后弯曲成平台。
这一段曲线的数据可以表征微孔体积和微孔分布。
因为其孔径接近于气体分子直径，所以选择正确的吸附质气体是十分必要的。
•2) 单层吸附区：随着越来越多的气体分子被导入系统，当微孔被填满，吸附质分子会在整个吸附剂表面形成一个薄层。
吸附等温线呈现像膝盖似的弯曲。
•3) 多层吸附区：紧接着吸附曲线进入平台区，表明在这里发生了表面多层吸附。
BET 理论恰恰需要在这个阶段的吸附曲线数据计算比表面积。
•4) 毛细管凝聚区：当相对压力大于0.4时，持续地多层吸附伴随着毛细管凝聚过程。
毛细管凝聚即在孔道中的被吸附气体随分压比增高转化为液体的过程，描述这一过程的经典方程是开尔文方程。
该方程量化了平衡气体压力与可以凝聚气体的毛细管尺寸的比例。
利用Barrett,•Joyner• and•Halenda• (BJH)•法等计算方法可以根据平衡气体压力计算孔径，得到累积的或微分孔径分布图。
••随着吸附质平衡压力趋于饱和，吸附剂的孔道将被吸附质完全填充。
如果知道吸附质的密度，就可以计算出其所占的体积，然后就可以相应地计算出样品的总孔体积。
如果此时我们将吸附过程逆向操作，从系统中逐步减少气体量，就可以得到脱附等温线。
•••••由于吸附和脱附的机理不同，吸附和脱附等温线很少能够重叠。
等温线的回滞现象与固体颗粒的孔形有关52. 吸附等温线都有哪些类型？在1985年，IUPAC建议物理吸附等温线分为六种类型。
然而，经过30年的发展，各种新的特征类型等温线已经出现，并证明了与其密切相关的特定孔结构。
所以，于2015年，IUPAC更新了原有的分类。
新规范的主要变化是I类、IV类吸附等温线增加了亚分类，用孔宽代替了孔径。
所提出的新的物理吸附等温线分类如下图。
•53. I 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为I 类吸附等温线？I型等温线弯向P/•P0轴，其后的曲线呈水平或近水平状，吸附量接近一个极限值，是典型的Langmuir等温线。
吸附量趋于饱和是由于受到吸附气体能进入的微孔体积的制约，而不是由于内部表面积。
在P/P0非常低时吸附量急剧上升，这是因为在狭窄的微孔（分子尺寸的微孔）中，吸附剂-吸附物质的相互作用增强，从而导致在极低相对压力下的微孔填充。
但当达到饱和压力时（P/P0>0.99），可能会出现吸附质凝聚，导致曲线上扬。
•微孔材料表现为I类吸附等温线。
对于在77K的氮气和87•K的氩气吸附而言，•I(a):•是只具有狭窄微孔材料的吸附等温线，一般孔宽小于1•nm。
•I(b):•微孔的孔径分布范围比较宽，可能还具有较窄介孔。
这类材料的一般孔宽小于2.5•nm。
•具有相对较小外表面的微孔固体（例如，某些活性炭，沸石分子筛和某些多孔氧化物）具有可逆的I型等温线。
其特点是吸附很快达到饱和。
54. II 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为II 类吸附等温线？无孔或大孔材料产生的气体吸附等温线呈现可逆的II 类等温线。
•••••其线形反映了不受限制的单层-多层吸附。
如果膝形部分的曲线是尖锐的，应该能看到拐点B•，它是中间几乎线性部分的起点——•该点通常对应于单层吸附完成并结束；如果这部分曲线是更渐进的弯曲（即缺少鲜明的拐点B），表明单分子层的覆盖量和多层吸附的起始量叠加。
••当P/P0•=1 时，还没有形成平台，吸附还没有达到饱和，多层吸附的厚度似乎可以无限制地增加。
•55. III 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为III 类吸附等温线？III型等温线也属于无孔或大孔固体材料。
它不存在B点，因此没有可识别的单分子层形成；吸附材料-吸附气体之间的相互作用相对薄弱，吸附分子在表面上在最有引力的部位周边聚集。
对比II型等温线，在饱和压力点（即，在P/P0=1处）的吸附量有限。
•56. IV 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为IV 类吸附等温线？IV型等温线是来自介孔类吸附剂材料（例如，许多氧化物胶体，工业吸附剂和介孔分子筛）。
介孔的吸附特性是由吸附剂-吸附物质的相互作用，以及在凝聚状态下分子之间的相互作用决定的。
在介孔中，介孔壁上最初发生的单层-多层吸附与II型等温线的相应部分路径相同，但是，随后在孔道中发生了凝聚。
孔凝聚是这样一种现象：一种气体在压力P小于其液体的饱和压力P0时，在一个孔道中冷凝成类似液相。
•一个典型的IV型等温线特征是形成最终吸附饱和的平台，但其平台长度是可长可短（有时短到只有拐点）。
•IVa•型等温线的特点是在毛细管凝聚后伴随回滞环。
当孔宽超过一定的临界宽度，开始发生回滞。
孔宽取决于吸附系统和温度，例如，在筒形孔中的氮气/77K和氩气/87•K吸附，临界孔宽大于4•nm。
•具有较小宽度的介孔吸附材料符合IVb型等温线，脱附曲线完全可逆。
原则上，在锥形端封闭的圆锥孔和圆柱孔（盲孔）也具有IVb型等温线。
•57. V 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为V 类吸附等温线？在P•/•P0•较低时，V型等温线形状与III型非常相似，这是由于吸附材料-吸附气体之间的相互作用相对较弱。
在更高的相对压力下，存在一个拐点，这表明成簇的分子填充了孔道。
例如，具有疏水表面的微/介孔材料的水吸附行为呈V 型等温线。
••58. VI 类吸附等温线都有哪些特点？哪种多孔材料表现为VI 类吸附等温线？VI型等温线以其台阶状的可逆吸附过程而著称。
这些台阶来自在高度均匀的无孔表面的依次多层吸附，即材料的一层吸附结束后再吸附下一层。
台阶高度表示各吸附层的容量，而台阶的锐度取决于系统和温度。
•在液氮温度下的氮气吸附，无法获得这种等温线的完整形式。
VI型等温线中最好的例子是石墨化炭黑在低温下的氩吸附或氪吸附。
•59. 为什么很多吸附等温线都有回滞环？它是怎么产生的？在许多等温线类型中存在多种回滞环。
2015年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）在其报告中对回滞环的来源进行了阐述。
•处于物理吸附等温线的多层吸附范围内的永久性的回滞环通常与毛细管凝聚有关，重现性较好，这种形式的回滞是由于吸附亚稳态和/或网状分子结构的影响。
在一个开放的孔道中（通孔，如圆柱形的几何形状），凝聚的延迟是多层吸附气体的亚稳态造成的，这类孔的回滞环吸附分支部分同时存在气-液相变和可逆的液-气相变的两种状态，而没有达到热力学平衡状态。
由于蒸发过程不涉及成核，脱附阶段相当于可逆的液-气相变。
因此，如果孔被液体状的凝聚物所填充，热力学平衡是建立在脱附曲线的。
•在更复杂的孔隙结构中，脱附路径通常取决于网络效应和各种形式的孔道阻塞（图59）。
如果宽孔都只能通过狭窄的孔颈通道连接外表面（例如，墨水瓶孔形），就会发生回滞现象。
宽孔的填充和以前一样，但在脱附阶段，孔道一直保持充满状态，直到在较低的蒸汽压下，狭窄的孔颈中的吸附气体先蒸发腾空，宽孔中的吸附质才可能蒸发脱附。
在一个孔网结构中，脱附蒸汽压取决于孔颈的尺寸和空间分布。
如果孔颈直径不是太小，孔网可以在到达一个相对压力下开始腾空，这个压力点相当于特征性的渗透阈值。
这样，我们可以从等温线的脱附分支上获得有关孔颈大小的有用信息。
•理论和实验研究表明，如果孔颈宽度（W）小于临界尺寸（Wc，在77K的氮吸附是大约5-6nm的孔喉），由墨水瓶肚的较大孔脱附还存在气穴效应机理（即在亚稳态凝聚流体中自发成核和生成气泡，见图59左）。
例如，在某些微介孔二氧化硅、介孔沸石、粘土，以及某些活性炭中已经发现气穴控制的蒸发现象。
与孔道阻塞/渗流控制蒸发相反,•在气穴存在的情况下，无法获得孔喉直径及其分布等定量信息。
••60. 等温吸附线的回滞环都有哪些类型？•2015年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）在其报告中对回滞环进行了重新分类，将原来的四类增加为五类。
如上图。
•61. H1型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息？••孔径分布较窄的圆柱形均匀介孔材料具有H1 型回滞环，例如，在模板化二氧化硅（MCM-41，MCM-48，SBA-15）、可控孔的玻璃和具有有序介孔的碳材料中都能看到H1 型回滞环。
通常在这种情况下，由于孔网效应最小，其最明显标志就是回滞环的陡峭狭窄，这是吸附分支延迟凝聚的结果。
但是，H1 型回滞环也会出现在墨水瓶孔的网孔结构中，其中“孔颈”的尺寸分布宽度类似于孔道/空腔的尺寸分布的宽度（例如，3DOM 碳材料）。
•62. H2型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息？••H2 型回滞环是由更复杂的孔隙结构产生的，网孔效应在这里起了重要作用。
其中，•? H2(a)是孔“颈”相对较窄的墨水瓶形介孔材料。
•• H2(a)型回滞环的特征是具有非常陡峭的脱附分支，这是由于孔颈在一个狭窄的范围内发生气穴控制的蒸发，也许还存在着孔道阻塞或渗流。
许多硅胶，一些多孔玻璃（例如，耐热耐蚀玻璃）以及一些有序介孔材料（如SBA-16 和KIT-5 二氧化硅）都具有H2(a)型回滞环。
•H2(b)是孔“颈”相对较宽的墨水瓶形介孔材料。
••• H2(b)型回滞环也与孔道堵塞相关，但孔颈宽度的尺寸分布比H2(a)型大得多。
在介孔硅石泡沫材料和某些水热处理后的有序介孔二氧化硅中，可以看到这种类型的回滞环实例。
••63. H3型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息？••H3 见于层状结构的聚集体，产生狭缝的介孔或大孔材料。
••H3型的回滞环有两个不同的特征：（i）吸附分支类似于II型等温吸附线；（ii）脱附分支的下限通常位于气穴引起的P/P0压力点。
这种类型的回滞环是片状颗粒的非刚性聚集体的典型特征（如某些粘土）。
另外，这些孔网都是由大孔组成，并且它们没有被孔凝聚物完全填充。
••64. H4型回滞环都告诉我们哪些孔结构信息？••H4 型回滞环与H3 型的回滞环有些类似，但吸附分支是由I 型和II 型等温线复合组成，在P/P0的低端有非常明显的吸附量，与微孔填充有关。
H4 型的回滞环通常发现于沸石分子筛的聚集晶体、一些介孔沸石分子筛和微-介孔碳材料，是活性炭类型含有狭窄裂隙孔的固体的典型曲线。