2024/1/18第五章

常用吸附劑多孔物質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)的測定方法常見吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能固體表面的改性和應用第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度123平均孔半徑4比表面積孔體積孔徑分布56粒度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度

V堆=V隙+V孔+

V骨

堆密度d堆顆粒密度d顆骨架密度d真第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度堆密度振實密度儀(堆密度儀)第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度顆粒密度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度顆粒密度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度真密度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)密度真密度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)比表面積氣體吸附法溶液吸附法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)比表面積氣體吸附法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)比表面積氣體吸附法GB/T19587-2004《氣體吸附BET法測定固體物質(zhì)比表面積》。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)比表面積溶液吸附法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔體積CCl4吸附法密度法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔體積密度法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔體積CCl4吸附法直接測量單位質(zhì)量孔性固體的孔全部被四氯化碳充滿時所需四氯化碳的質(zhì)量，根據(jù)實驗溫度下四氯化碳的密度可計算出其體積，即為固體比孔容為避免在相對壓力近于1時孔性固體顆粒間發(fā)生四氯化碳的凝結(jié)，常用低蒸氣壓液體(如十六烷)與四氯化碳混合使用，用量以使四氯化碳相對壓力約為0.95為宜。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔體積CCl4吸附法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)平均孔半徑多孔物中孔的形狀極為復雜，形狀極不規(guī)則孔的立體結(jié)構(gòu)更復雜，為了研究方便一般假定為圓柱狀。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)平均孔半徑第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布多孔物孔徑的分布是不均勻的而要了解多孔物的孔結(jié)構(gòu)的全貌，就必須測定樣品的孔徑分布氣體或蒸氣吸附法壓汞法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布氣體或蒸汽吸附法r越小，pr越小r越大，pr越大第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布氣體或蒸汽吸附法在吸附過程中，在較低的壓力下，蒸汽在半徑較小的孔中先凝聚；在較高的壓力下，在半徑較大的孔中接著發(fā)生凝聚，直到達到飽和蒸汽壓時才在孔的平坦部分凝聚。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布氣體或蒸汽吸附法r%吸附總量即為半徑小于某一數(shù)值的孔內(nèi)所凝聚的液體總量，利用KeLvin公式可以找出在某一蒸氣壓力下哪些孔發(fā)生凝聚，這樣便可找出凝聚液體的體積和孔半徑的關(guān)系．第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布氣體或蒸汽吸附法吸附量/壓力吸附量/孔徑孔徑分布Kelvin公式曲線的最大值表示半徑為r0的孔在此吸附劑中所占的比例最大，故常稱為“最可幾孔半徑”。吸附滯后：指在脫附過程中，脫附曲線和吸附曲線有一部分不重合。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)對于一端封閉的圓柱形或平行板狀的孔，不產(chǎn)生吸附滯后現(xiàn)象。第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)對于兩端開口的圓柱形或平行板狀的孔P吸>P脫，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)對于墨水瓶狀的孔P吸>P脫，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象在吸附過程中，Pb>Pa,隨著壓力的升高小瓶被逐漸充滿。隨著壓力的降低，開始脫吸附，但脫吸附是從瓶口開始的，在Pb>P>Pa時，液體不蒸發(fā)，只有降到Pa時才能完全脫吸附第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布壓汞法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布壓汞法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)孔徑分布壓汞法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度篩分分析法將一套適當目數(shù)的篩子上下相疊，網(wǎng)孔由上至下逐層變小，將稱重后的樣品倒入最上層的篩子后在電動震動機上進行篩分。為防止樣品粘在篩子上，測定前必須保證各類型樣品的濕度符合要求。震動一定時間后稱量每個篩子里樣品的重量，算出粒度百分數(shù)第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)顯微鏡法粒度不同的放大倍數(shù)，1格代表不同的長度第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)顯微鏡法粒度可測定粒子所占格數(shù)一般統(tǒng)計200-300個粒子（N）統(tǒng)計每種大小粒子的例子個數(shù)的多少（ni）第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度顯微鏡法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度顯微鏡法用顯微鏡放大顆粒，然后通過數(shù)字攝像機和計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)分析顆粒大小和形貌能給出不同等效原理的粒度分布能直接觀察顆粒分散狀況、粉體樣品的大致粒度范圍、是否存在低含量的大顆粒或小顆粒情況等等并增加了詳細的圓度分析功能第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度顯微鏡法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度沉降分析法第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度激光散射粒度儀第一節(jié)多孔物質(zhì)的物理性質(zhì)粒度第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅膠細孔硅膠：平均半徑在1-2nm以下中孔硅膠（B型硅膠）：孔半徑在2—4nm范圍內(nèi)粗孔硅膠：4-5nm以上特細孔硅膠：低于0.2-0.26nm特粗孔硅膠(即目前所謂的擴孔硅膠)：超過10nm硅膠的分類第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅膠硅膠的表面結(jié)構(gòu)和性能硅膠的骨架(Si02)是以硅原子為中心、氧原子為頂點的Si—O四面體在空間不太規(guī)則地堆積而成的無定形體。Si02一旦和濕空氣接觸，其表面上的硅原子就和水“反應”，產(chǎn)生羥基，這就是化學吸附的水。除此之外，表面上也有物理吸附水。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅膠硅膠的表面結(jié)構(gòu)和性能第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能活性氧化鋁

活性氧化鋁是具有吸附和催化性能的多孔大表面氧化鋁。它廣泛用作煉油、橡膠、化肥、石油化工中的吸附劑、干燥劑、催化劑或裁體、除氟劑。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能活性炭活性炭是一種多孔性含碳物質(zhì)，具有很強的吸附能力。它主要由各種有機物質(zhì)(如木、煤、果核、果殼等)經(jīng)炭化和活化制成的。。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能活性炭第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能吸附樹脂吸附樹脂是一種不含離子交換基團的高交鏈度體型高分子珠粒，其內(nèi)部擁有分子水平的孔道，提供擴散通道和吸附場所它的特點是容易再生，可反復使用。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能吸附樹脂第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能吸附樹脂第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能黏土是巖石經(jīng)過風化作用形成的。粘土成份相當復雜，組成粘土礦的主要元素是硅、氧和鋁，粘土中還常含有石灰石、石膏、氧化鐵和其它鹽類。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能黏土吸附角度吸附土活性白土酸性白土非吸附土高嶺土第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能黏土四種晶型高嶺土蒙脫土凹凸棒土伊利土第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能黏土第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅藻土硅藻死后，它們堅固多孔的外殼—細胞壁也不會分解，而會沉于水底，經(jīng)過億萬年的積累和地質(zhì)變遷成為硅藻土。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅藻土硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟，多孔而輕，工業(yè)上常用來作為保溫材料，過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料及催化劑載體等。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能硅藻土第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能分子篩分子篩是以SiO2和Al203為主要成分的結(jié)晶鋁硅酸鹽其晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多直徑相同的孔(又稱“窗口”)相連。因它能將比孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥在外面，起到篩分分子的作用，所以稱為分子篩。第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能分子篩第二節(jié)常用吸附劑的結(jié)構(gòu)與性能分子篩第三節(jié)固體的表面改性及應用第三節(jié)固體的表面改性及應用為達到某種目的，任何使固體表面性質(zhì)發(fā)生變化的各種措施（包括物理的或化學的）都可以認為是表面改性，俗稱表面處理。

第三節(jié)固體的表面改性及應用1、用偶聯(lián)劑處理改性方法與機理RSiX第三節(jié)固體的表面改性及應用2、表面覆蓋改性方法與機理第三節(jié)固體的表面改性及應用3、等離子體處理改性方法與機理等離子，即物質(zhì)的第四態(tài)，由部分電子被剝奪后的原子以及原子被電離后產(chǎn)生的正負電子組成的離子化氣態(tài)物質(zhì)。它的能量范圍比氣態(tài)、液體、固態(tài)物質(zhì)都高。存在具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子，在與材料表面的撞擊時會將自己的能量傳遞給材料表面的分子和原子，產(chǎn)生一系列物理和化學過程。第三節(jié)固體的表面改性及應用3、等離子體處理改性方法與機理聚四氟乙烯(PTFE)塑料板浸潤性很差，滴上的水珠成球形，浸潤角達133度，做復合材料很難粘結(jié)。

經(jīng)等離子體表面清洗和活化以后，聚四氟乙烯塑料板浸潤性大大改善,滴上去的水滴馬上就散開了

第三節(jié)固體的表面改性及應用改性效果的評價1、接觸角當θ<90時，θ`<θ當θ>90時,θ`>θθθθ`Wenzel方程第三節(jié)固體的表面改性及應用2、黏度