用色谱仪测定多孔固体的比表面及孔径分布

化学工业和石油化学工业中用的固体催化剂、吸附剂都是些多孔固体物质,它们的表面积和孔性往往直接影响于其上进行的物理化学过程,所以在许多生产和科研中经常遇到比表面(每克固体物质所具有的表面积)和孔径分布的测定与计算问题。过去测定比表面和孔分布较为准确的方法是经典的BET静态法,但该法设备安装麻烦、操作繁复,且要使用大量的汞、不     

多孔固体的比表面积计算方法新探

迎头色谱法测定多孔固体的比表面积已经得到了广泛的应用。但是,在计算上目前大多数都是采用罗金斯基和卢佩章推导的仪器常数法。本文介绍二种计算多孔固体比表面积的方法,可不必进行仪器常数的测定和计算就能得到比表面积,这既减少了工作量又减少了误差。同时还用实验数据加以     

用Ar作吸附质的BET法测定固体比表面积

一、前言固体物质的比表面积对物质的物理化学性能及其所进行的物理化学过程起着重要作用。由于 BET 法公认比较准确、数据重现性高,因此被人们认为是测定固体物质比表面积的标准方法,而其它方法则往往用BET 法来校准。BET 容量法所选择的吸附质有各种气体。由于 N_2     

迎头脉冲色谱法测定多孔固体表面积

本文提出一种用气固色谱比保留体积测定多孔固体表面积的新方法——迎头脉冲色谱法。根据平衡色谱过程公式导出V_g=V_m■。用吸附质相对分压C=0 C=C_0两点的V_g值计算出V_m。当以氮为吸附质,迎头脉冲色谱法可以测定多孔固体的微孔与非微孔表面积。     

多孔有机骨架:基于傅氏烷基化反应的合成与气体吸附性质

通过傅氏烷基化反应成功地合成了基于四苯锗烷构筑单元的多孔有机骨架材料PAF-9。用红外光谱,粉末X射线衍射,固体核磁共振,热重分析和低温氮气吸附-脱附表征了PAF-9材料的微结构与孔道性质。表征数据表明PAF-9具有非常高的热稳定性和化学稳定性,同时具有较高的比表面积。该PAF材料的BET比表面积为334 m²·g^-1。此外,得到的PAF材料对二氧化碳具有较好的吸附能力。     

多孔有机骨架:基于傅氏烷基化反应的合成与气体吸附性质

通过傅氏烷基化反应成功地合成了基于四苯锗烷构筑单元的多孔有机骨架材料PAF-9。用红外光谱,粉末射X线衍射,固体核磁共振,热重分析和低温氮气吸附-脱附表征了PAF-9材料的微结构与孔道性质。表征数据表明PAF-9具有非常高的热稳定性和化学稳定性,同时具有较高的比表面积。该PAF材料的BET比表面积为334m²·g^-1。此外,得到的PAF材料对二氧化碳具有较好的吸附能力。     

两段脱附法测定多孔固体表面积

本文提出了可以同时测量多孔固体微孔与非微孔表面积的两段脱附法。分析了不可逆吸附的特征,表明吸附层数(n)接近于1,可用Langmuir公式计算微孔表面积。并用一些催化剂和吸附剂比表面积测定的例子阐明两段脱附法的实际应用。     

以活性炭为基材负载季鏻盐多孔碳材料的制备与表征

以市售普通活性炭为碳源,先对其进行强碱活化处理制得多孔碳材料,再经硝酸氧化后,通过水热溶剂法将季鏻阳离子负载于多孔碳上,得到功能化的多孔碳材料。通过比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及ζ电位对其形貌和结构进行分析,并对其抗菌活性进行表征。结果表明,该方法成功合成了功能化多孔碳材料,该碳材料在水溶液中具有较好的分散性、稳定性和荷电性,并对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)具有良好的抗菌活性。     

氮硫共掺杂多孔碳纳米片的制备及催化氧还原性能研究

高效、廉价、稳定性和选择性好的氧还原电催化剂的研发是燃料电池大规模应用的关键。以廉价生物质——胖大海为碳源,亚甲基蓝为氮源和硫源,通过一步高温热解法,制备了氮硫共掺杂多孔碳纳米片。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、全自动气体吸附(BET)等表征了催化剂的物相、形貌、组成、比表面积和孔径分布,用多种电化学方法考察了材料在碱性介质中电催化氧气还原反应(ORR)的活性、稳定性和甲醇选择性。结果表明,一步热解成功制备了大比表面积的氮硫共掺杂多孔碳纳米片,该材料具有与商品Pt/C相当的电催化ORR活性,且其稳定性和甲醇选择性明显优于商品Pt/C。     

用TI-59可编程序计算器计算比表面积和孔分布

甲醇蒸气静态吸附重量法使用方便,一次实验可同时测定多个样品。不少实验室使用此法来测定某些多孔固体物质的比表面积和孔分布。由甲醇重量法的吸附数据来计算吸附剂的比表面     

TiO2多孔纳米固体对罗丹明B的热催化降解作用

以我们研制的体块TiO₂多孔纳米固体为原料,通过强制交换方法,将罗丹明B (RhB)组装进TiO₂多孔纳米固体的孔道中制备了TiO₂/RhB复合材料,用扫描电子显微镜、压汞仪、红外吸收光谱和可见吸收光谱等方法对样品进行了表征.测试结果表明,TiO₂多孔纳米固体的比表面积为60.6 m²/g,主要孔径分布在5～13 nm很窄的范围内.另外,我们从实验上观察到了TiO₂多孔纳米固体在无光照的情况下对RhB具有催化降解作用,而且交换时间、交换温度等因素对这种降解作用有明显的影响.     

适用于本科教学的BET比表面测定实验

采用自组装的流动吸附仪建立了基于BET吸附原理的快速测定固体比表面积的实验方法(单点法),对同一活性炭样品,在多功能气体吸附系统上进行对照实验(多点法)。实验结果表明,采用流动吸附仪测定比表面积方便易行,数据稳定可靠,实验教学效果良好。本文介绍这一特色实验,期望对从事物理化学实验教学的同行有所助益。     

一锅法Suzuki-Heck反应构筑基于4-乙烯基苯硼酸的发光多孔有机聚合物

多孔有机骨架材料是近年来出现的一类具有较大的比表面积、孔尺寸小于2 nm的多孔有机聚合物材料. 这些材料由较轻质量的C、H、O、N、B等元素组成, 与常规的微孔材料如分子筛和金属-有机骨架化合物相比, 它们具有较低的骨架密度和较高的比表面积等优点. 在本文中, 我们选择4-乙烯基苯硼酸为底物, 通过与芳基卤代物的Suzuki-Heck反应, 发展了一种基于钯催化的一锅法合成发光多孔有机聚合物的新途径. 红外光谱和固体¹³C核磁研究表明, 4-乙烯基苯硼酸在聚合过程中与芳基卤代物之间的Suzuki-Heck反应进行较为完全. 氮气等温吸附曲线表明, 这类材料具有多孔的性质, BET比表面积最高可达552 m²·g^-1. 由于聚合物中存在有较大的共轭基团, 因此具有良好的发光性质. 我们对这些发光有机多孔聚合物在荧光检测硝基化合物方面的应用进行了初步研究, 发现它们对苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)具有良好的选择性检测能力.     

多孔聚苯醚的合成及气体储存

通过厄尔曼缩合反应合成了一种具有dia-c5 拓扑结构的多孔聚苯醚JUC-Z6, 并对其结构进行了表征. 结果表明, 该化合物具有高热稳定性(214℃ 失重5%), 高化学稳定性、 高BET比表面积(192 m²/g)及窄孔径分布(1.36 nm). 低压气体吸附测试结果表明, JUC-Z6在多孔材料中具有较高的吸附焓(氢气4.1 kJ/mol, 二氧化碳33.7 kJ/mol, 甲烷4.1 kJ/mol).     

氧化铬柱层状三氧化钼的合成

采用醋酸铬[Cr(OAc)~3]水溶液与具有层状结构的钼青铜{[Na(H~2O)~5]~0~.~2~5MoO~3]进行离子交换瓜制得铬齐聚体柱撑的层状氧化钼化合物。经350℃焙烧后,首次得到了多孔高比表面积的氧化铬柱层状氧化钼材料。通过XRD,TEM,DTA和BET测试手段对其进行了表征,并考察了350℃时不同的焙烧气氛对产物层间距和表面积等的影响。结果表明,在不同气氛中焙烧,产物层间距相同(1.092nm),但比表面积有很大的变化,其中,在含4%(体积分数)氧气的氮氧混合气中焙烧,获得的样品比表面积(BET)最大,达82.4m^2·g^-^1,平均孔径为6.42nm。     

氧化铬柱层状三氧化钼的合成

采用醋酸铬[Cr(OAc)~3]水溶液与具有层状结构的钼青铜{[Na(H~2O)~5]~0~.~2~5MoO~3]进行离子交换瓜制得铬齐聚体柱撑的层状氧化钼化合物。经350℃焙烧后,首次得到了多孔高比表面积的氧化铬柱层状氧化钼材料。通过XRD,TEM,DTA和BET测试手段对其进行了表征,并考察了350℃时不同的焙烧气氛对产物层间距和表面积等的影响。结果表明,在不同气氛中焙烧,产物层间距相同(1.092nm),但比表面积有很大的变化,其中,在含4%(体积分数)氧气的氮氧混合气中焙烧,获得的样品比表面积(BET)最大,达82.4m^2·g^-^1,平均孔径为6.42nm。     

KOH活化废弃麻制备活性炭及其结构表征

以日常生活中废弃麻纺品为原料, KOH为活化剂, 采用炭化和活化两步法制备麻质活性炭(LAC). 采用比表面积测定仪在77 K下测定其N2吸附-脱附等温线, 通过Langmuir方程、BET方程和BJH法计算其比表面积、孔体积和孔径分布. 结果表明, 麻质活性炭的BET比表面积为1387.473 m2/g, Langmuir比表面积为1790.573 m2/g, 吸附累积总孔容达0.415 cm3/g; 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪以及红外光谱仪对麻质活性炭的结构进行了表征, 分析其表面形貌、微观结构及表面化学官能团.     

常温合成硫掺杂微孔碳及其二氧化碳的吸附性能

常温下以间苯三酚和3-甲醛苯并噻吩作为原料,一步法合成了含硫酚醛树脂。在氩气保护下碳化,成功制备出了硫掺杂多孔碳(S-PC)。并利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附仪对材料进行了形貌、结构和性能的表征。实验结果表明,所得样品具有较高比表面积和大量的微孔,经过调控,可以使制备的硫掺杂多孔碳的BET比表面积达到997 m2·g~(-1),并使其微孔孔体积达到0.44 cm3·g~(-1)。得益于较高的比表面积以及其富含微孔的特性,当材料应用于二氧化碳吸附时,具有较高的CO2吸附量,在273和298 K时分别高达5.13,3.22 mmol·g~(-1),并具有良好的选择性。     

机械球磨制备三苯胺基PAF-106s及C2烃吸附性质

以三苯胺为单体, 无水三氯化铁为催化剂, 二甲醇缩甲醛为外交联剂, 通过机械球磨不同比例的三苯胺、 三氯化铁和二甲醇缩甲醛, 合成了PAF-106s(PAF-106a~PAF-106c, PAF: porous aromatic framework). 红外光谱、 元素分析、 X射线光电子能谱和固体核磁共振波谱等表征结果证明发生了聚合反应. 氮气吸附结果表明, 三苯胺、 三氯化铁和二甲醇缩甲醛的比例影响PAF-106s的多孔性能. 三氯化铁和三苯胺摩尔比从3∶1增加到12∶1时, PAF-106c的BET比表面积从PAF-106a的135 m²/g增加到280 m²/g. 引入二甲醇缩甲醛后, PAF- 106d~PAF-106g的BET比表面积随三氯化铁和二甲醇缩甲醛摩尔比的增加而逐渐降低. 在273和298 K下, 测试了PAF-106c的C2烃吸附性能, 并采用理想吸附溶液理论计算了C₂H₂/C₂H₄和C₂H₆/C₂H₄分离比.     

ZSM-35沸石对水和苯的吸附及其孔结构

用高真空重量法测定了20—200℃范围内,ZSM-35佛石对水和苯的吸附等温线。讨论了Langmuir,BET理论和微孔体积填充理论对ZSM-35—H_2O体系的适用性,提出了用Pickett三参数方程描述沸石—蒸气体系吸附平衡,确定沸石表面积及用W_0=10~(-4)·S·n＇·t式计算沸石微孔体积的方法。在ZSM-35—H_2O体系具有特征曲线温度不变性的基础上,给出了该体系吸附平衡方程θ=exp[-(A/3800)~(1.1)],并由此外推计算了吸附等温线和确定了沸石的孔体积。结果表明,ZSM-35沸石的比表面积为375m~2/g,微孔体积为0.158ml/g。