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kzz258木虫 (正式写手)
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高分悬赏，介孔材料氮气吸附表征
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做的是MCM-41，最近在投稿，审稿人质疑我的氮气吸附图是II而不是IV。自己不太懂这块，我该怎么回答他啊？？？ “in my opinion the shape of the isotherms of Fig. 3 is more likely to adjust to an isotherm of Type II rather than Type IV. The isotherm seems to have an indefinite multi-layer formation, with an increment in the volume adsorbed when p/p0 reaches unity. Moreover, a hysteresis loop is not observed. ” 希望各位大侠帮忙，谢谢，有好的回答追加金币  图片4.png |
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看你做的吸附等温线，滞后环不是很明显， 吸附脱附曲线靠的比较近，所以专家提出了质疑。你参考以下资料，进行分析吧。 IUPAC吸附等温线分类  I 型等温线在较低的相对压力下吸附量迅速上升，达到一定相对压力后吸附出现饱和值，似于 Langmuir 型吸附等温线。只有在非孔性或者大孔吸附剂上，该饱和值相当于在吸附剂表面上形成单分子层吸附，但这种情况很少见。大多数情况下，I 型等温线往往反映的是微孔吸附剂（分子筛、微孔活性炭）上的微孔填充现象，饱和吸附值等于微孔的填充体积。可逆的化学吸附也应该是这种吸附等温线。 II 型等温线反映非孔性或者大孔吸附剂上典型的物理吸附过程，这是 BET 公式最常说明的对象。由于吸附质于表面存在较强的相互作用，在较低的相对压力下吸附量迅速上升，曲线上凸。等温线拐点通常出现于单层吸附附近，随相对压力的继续增加，多层吸附逐步形成，达到饱和蒸汽压时，吸附层无穷多，导致试验难以测定准确的极限平衡吸附值。 III 型等温线十分少见。等温线下凹，且没有拐点。吸附气体量随组分分压增加而上升。曲线下凹是因为吸附质分子间的相互作用比吸附质于吸附剂之间的强，第一层的吸附热比吸附质的液化热小，以致吸附初期吸附质较难于吸附，而随吸附过程的进行，吸附出现自加速现象，吸附层数也不受限制。BET公式 C 值小于2时，可以描述 III 型等温线。 IV 型等温线与 II 型等温线类似，但曲线后一段再次凸起，且中间段可能出现吸附回滞环，其对应的是多孔吸附剂出现毛细凝聚的体系。在中等的相对压力，由于毛细凝聚的发生 IV 型等温线较 II 型等温线上升得更快。中孔毛细凝聚填满后，如果吸附剂还有大孔径的孔或者吸附质分子相互作用强，可能继续吸附形成多分子层，吸附等温线继续上升。但在大多数情况下毛细凝聚结束后，出现一吸附终止平台，并不发生进一步的多分子层吸附。 V 型等温线与 III 型等温线类似，但达到饱和蒸汽压时吸附层数有限，吸附量趋于一极限值。同时由于毛细凝聚地发生，在中等的相对压力等温线上升较快，并伴有回滞环。 VI 型等温线是一种特殊类型的等温线，反映的是无孔均匀固体表面多层吸附的结果（如洁净的金属或石墨表面）。实际固体表面大都是不均匀的，因此很难遇到这种情况。 综上，由吸附等温线的类型反过来也可以定性地了解有关吸附剂表面性质、孔分布及吸附质与表面相互作用的基本信息。吸附等温线的低相对压力段的形状反映吸附质与于表面相互作用的强弱；中、高相对压力段反映固体表面有孔或无孔，以及孔径分布和孔体积大小等。 IUPAC将常见的回滞环分成了 H1- H4 四种类型  H1和H2型回滞环吸附等温线上有饱和吸附平台，反映孔径分布较均匀。 H1型反映的是两端开口的管径分布均匀的圆筒状孔，H1型迟滞回线可在孔径分布相对较窄的介孔材料，和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到。 而H2型反映的孔结构复杂，可能包括典型的“墨水瓶”孔、孔径分布不均的管形孔和密堆积球形颗粒间隙孔等。其中孔径分布和孔形状可能不好确定，孔径分布比H1型回线更宽。 H3和H4型回滞环等温线没有明显的饱和吸附平台，表明孔结构很不规整。 H3型反映的孔包括，平板狭缝结构、裂缝和楔形结构等。H3型迟滞回线由片状颗粒材料，如粘土，或由裂隙孔材料给出，在较高相对压力区域没有表现出吸附饱和。 H4型出现在微孔和中孔混合的吸附剂上，和含有狭窄的裂隙孔的固体中，如活性炭中见到。 根据吸附等温线的形状，并配合对回滞环形状和宽度的分析，就可以获得吸附剂孔结构和织构特性的主要信息。但是由于实际吸附剂孔结构复杂，实验得到的等温线和回滞环有时并不能简单地归于某一种分类，它们往往反映吸附剂“混合”的孔结构特征。 参考资料来源： 《现代催化研究方法》，第一章 物理吸附和催化剂的宏观物性测定。 |
4楼2013-03-17 20:13:59
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所以想在这里求助，要怎么向他解释，才好呢？3楼2013-03-17 20:13:53
【答案】应助回帖
 你在看看下面这个文献~~~~~~~~~~~~~~~1993年P.J. Branton 和 K.S.W. Sing 研究MCM-41的氮吸附等温线，发现在p/p0=0.41~0.46窄范围内等温线陡升，而且完全可逆，得到一个无回滞环的IV型等温线。但改变吸附质分子为O2和Ar，等温线却又出现了回滞环。研究表明，MCM-41分子筛上出现可逆的氮吸附等温线，不是由于特殊的孔结构和孔分布，而是由于毛细凝聚在高度均匀孔结构上的不稳定性造成[1]。 [1] Branton P J, Hall P G, Sing K S W. Physisorption of Nitrogen and Oxygen by Mcm-41, A Model Mesoporous Adsorbent. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1993, 16:1257 或许你做的是对的~ |
14楼2013-03-17 20:43:37
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