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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 表征 » t-plot方法解析
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铁杆木虫 (著名写手)

探路者......

【答案】应助回帖

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王晓萌: 金币+5, C-EPI+1, 辛苦了！ 2013-06-10 23:31:15
标准吸附等温线对比法
① t曲线（t-curve）、t-plot和t方法（t method）
如前所述，若将非孔性固体的氮吸附等温线采用吸附层厚度 t 与气体相对压力 p/p0 的关系表达，可得到一条相同的氮标准吸附等温线（通用t曲线）。这意味着，当表面吸附多于单层后，在相同的相对压力 p/p0 下，如不发生毛细凝聚，氮的吸附层厚度 t 值在不同的吸附剂上是相同的。
                            t-plot方法解析  (1-37)
式中，Vm 为单层饱和吸附量（ml, STP），tm 为氮的单分子层平均厚度（0.354 nm）。
在非孔性吸附剂上,当相对压力 p/p0 增加时仅引起吸附层厚度（吸附层数）的增加，即吸附量 V 与吸附层厚度 t 成正比。
                               t-plot方法解析-1(1-38)
所以以非孔性吸附剂的吸附量 V 对吸附层厚度 t 作图（V-t 曲线或 t-plot）会得到一条过原点的直线，斜率等于 Vm/tm （图1.27）。显然，若吸附量以表面凝聚的液氮体积为单位（nm3），则此斜率即为样品的表面积。
   t-plot方法解析-2
图1.27 非孔性吸附剂的吸附等温线，标准吸附等温线（t曲线）和V-t曲线
非孔性吸附剂的 V-t 图为一条直线说明随着吸附量的增加，吸附剂留存的表面积不变。
根据氮标准吸附等温线（t曲线）可求得相对压力 p/p0 对应的吸附层厚度 t 值，以孔性吸附剂的各个相对压力 p/p0 下的吸附量数据 V 对 t 作图，则可得到孔性吸附剂的 V-t 图。结果表明，随着相对压力 p/p0 的增加，孔性吸附剂上由于微孔填充或者毛细凝聚现象的发生，样品留存的表面积会发生变化，V-t 曲线则可能偏离直线发生弯曲，呈现多种形状（图1.28）。
t-plot方法解析-3
图1.28 多孔性吸附剂的V-t曲线（t-plot）
吸附剂中存在微孔，相对压力增加时发生微孔填充，在很低的相对压力下 V-t 曲线就上凸向下偏离直线；而若吸附剂中存在中孔，中等相对压力下发生毛细凝聚，V-t 曲线可能向下或者向上偏离直线；若吸附剂中同时存在中孔和微孔，V-t 曲线则可能呈S型。
研究 V-t 曲线可以获得吸附剂表面积和孔结构的信息。其中，解析微孔吸附剂 V-t 图进行微孔结构分析的微孔法常被称为 MP 法（后面介绍）。而一般的所谓的 t 方法主要根据 V-t 曲线计算非孔性吸附剂的表面积（吸附层厚度法）和分析中孔吸附质的总表面积、外表面积和中孔孔容等信息（如图1.29）。
t-plot方法解析-4
图1.29  t方法计算中孔吸附质表面积和孔体积
在低的相对压力 p/p0 下，中孔吸附剂表面（包括中孔孔壁）逐渐形成吸附层，在毛细凝聚现象出现之前，相对压力的增加仅引起吸附层厚度的增加，V-t 曲线为一直线段，其斜率反映吸附剂的总表面积；当相对压力增加至中孔内毛细凝聚现象出现时，吸附量表现为急剧增加，而根据标准吸附等温线（t曲线）得到的吸附层厚度却增加很小，因此 V-t 曲线迅速上升偏离直线；当毛细凝聚完成后，吸附质继续在吸附剂外表面（不包括中孔孔壁）累积吸附层，此时 V-t 曲线再次呈一直线，直线斜率反映吸附剂的外表面积，而其截距等于吸附质的中孔孔体积。
t 方法的一个基本前提是认为氮的吸附层厚度（吸附等温线形状）与吸附剂的基本性质无关，即对一种吸附质（氮）只存在一条通用的标准吸附等温线。而实际使用中发现，V-t 曲线并不是总能通过原点的，这可能是由于吸附质和吸附剂之间相互作用强度不同造成的。因此，人们对t方法提出了不同的改进方式，如针对化学性质不同的吸附剂建立不同的标准吸附等温线，或者根据吸附质和吸附剂之间相互作用强度分类建立一套标准吸附等温线等。
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Measure,whatismeasurable,andmakemeasurablethatwhichisnot.
2楼2013-06-10 17:19:39
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