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          那些你不知道的t-plot

          閱讀:3691      發(fā)布時間:2021-1-15
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          前言

          t-plot法,是分析材料微孔孔體積,微孔表面積和外表面積的一種方法。在使用t-plot法時,厚度值上下限的選擇是確定微孔體積的一個重要參數(shù)。本文對t-plot方法進行了簡單的介紹,以便能夠?qū)-plot法有一個基礎(chǔ)的認知,便于在物理吸附測試結(jié)束后,更好的理解和使用t-plot法去進行數(shù)據(jù)分析。

           

          t-plot法簡介

          t-plot法能夠用于固體微孔體積的確定,即便是在微孔和中孔都存在的情況下,也都可以得到微孔的體積??偹苤?,吸附初發(fā)生在微孔中,以便使微孔中由其孔和孔壁能量場疊加所產(chǎn)生的過大的勢能達到飽和。當(dāng)微孔被填充飽和之后,隨著相對壓力的升高,開始充填介孔。終,可獲得一條由I型等溫線和IV型等溫線組合而成的吸附等溫線。我們可從可從P/PO值接近于1時的相對壓力較高點的氣體吸附量計算出總孔體積。等溫吸附線如下圖所示。

           

           

          圖1 等溫吸附線
           

           

          使用測試得到的等溫吸附線數(shù)據(jù),我們可以通過t-plot法區(qū)分微孔和介孔,從而,估算出微孔體積和微孔表面積。由于微孔一般是在非常低的相對壓力下充填,相對壓力越低,分布屬性和t-curve的表現(xiàn)就越好。因此,在進行物理吸附測試時,盡量從更低的相對壓力開始吸附測試,結(jié)果會更好一些。

           

          關(guān)于厚度值的上下限

          t-curve是氣體吸附的圖像表示,用cm3/g表示,在確定平衡壓力的條件下,它是其對應(yīng)壓力下吸附膜的統(tǒng)計厚度的函數(shù)。含孔結(jié)構(gòu)的吸附物統(tǒng)計厚度(用t表示)可用Halsey方程或Harkins and Jura方程計算。

           

          圖2中所示的曲線,是從t-plot中獲得的。此處,點(1)代表一個拐點,此拐點位于t-curve其中兩點的切線的交叉處。點(1)表示微孔的充填完成及介孔充填的開始。切線(2)直接穿過t-curve的平坦部分,將此條切線外推至Y軸,即可得到微孔的體積。曲線的平坦部分和切線上的任意兩點都可用于決定t的限度。每一點到X軸的垂線決定了t的值(大值和小值)。因此,在圖二的例子中,小值和大值分別為8和16埃 (Å)。

           

          將這兩個t值輸入到報告選項中,就會獲得新的t-plot曲線,切線直接穿過平坦區(qū)域,外延到Y(jié)軸。此時,按以下方程將一定量的被吸附的氣體體積轉(zhuǎn)換為等量的液體體積,即可獲取微孔體積數(shù)據(jù)。

          Vgas (cm3/g STP) x 0.0015468 = Vliquid

           

          圖2 t-plot曲線示例
           
          總結(jié)
           

          本文簡單的介紹了關(guān)于t-plot的意義和厚度值上下限選擇。t-plot是我們在物理吸附測試后,常用到的一種數(shù)據(jù)分析方法,能夠有助于我們獲取材料的微孔表面積、微孔體積和外表面積數(shù)據(jù),對材料結(jié)構(gòu)物性分析具有重大意義。我們可以通過使用各種類型的物理吸附儀,例如美國麥克儀器公司的ASAP系列,Tristar系列以及3Flex系列等型號的物理吸附儀獲取材料的等溫吸脫附曲線數(shù)據(jù),再使用Microactive數(shù)據(jù)處理軟件,進行厚度值的選擇,以獲取材料的微孔表面積、微孔體積和外表面積數(shù)據(jù)。

           

           

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