2015年,國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)在其報(bào)告中對回滯環(huán)進(jìn)行了重新分類,將原來的四類增加為五類,如下圖。
1.H1型回滯環(huán)所顯示的孔結(jié)構(gòu)信息
孔徑分布較窄的圓柱形均勻介孔材料具有H1 型回滯環(huán),例如,在模板化二氧化硅(MCM-41,MCM-48,SBA-15)、可控孔的玻璃和具有有序介孔的碳材料中都能看到H1 型回滯環(huán)。通常在這種情況下,由于孔網(wǎng)效應(yīng)最小,其最明顯標(biāo)志就是回滯環(huán)的陡峭狹窄,這是吸附分支延遲凝聚的結(jié)果。但是,H1 型回滯環(huán)也會出現(xiàn)在墨水瓶孔的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)中,其中“孔頸”的尺寸分布寬度類似于孔道/空腔的尺寸分布的寬度(例如,3DOM 碳材料)
2. H2型回滯環(huán)所表示的孔結(jié)構(gòu)信息
H2 型回滯環(huán)是由更復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的,網(wǎng)孔效應(yīng)在這里起了重要作用。
其中,H2(a)是孔“頸”相對較窄的墨水瓶形介孔材料。 H2(a)型回滯環(huán)的特征是具有非常陡峭的脫附分支,這是由于孔頸在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)發(fā)生氣穴控制的蒸發(fā),也許還存在著孔道阻塞或滲流。許多硅膠,一些多孔玻璃(例如,耐熱耐蝕玻璃)以及一些有序介孔材料(如SBA-16 和KIT-5 二氧化硅)都具有H2(a)型回滯環(huán)。
H2(b)是孔“頸”相對較寬的墨水瓶形介孔材料。 H2(b)型回滯環(huán)也與孔道堵塞相關(guān),但孔頸寬度的尺寸分布比H2(a)型大得多。在介孔硅石泡沫材料和某些水熱處理后的有序介孔二氧化硅中,可以看到這種類型的回滯環(huán)實(shí)例。
3.H3型回滯環(huán)能帶給我們的孔結(jié)構(gòu)信息
H3 見于層狀結(jié)構(gòu)的聚集體,產(chǎn)生狹縫的介孔或大孔材料。H3型的回滯環(huán)有兩個(gè)不同的特征:(i)吸附分支類似于II型等溫吸附線;(ii)脫附分支的下限通常位于氣穴引起的P/P0壓力點(diǎn)。這種類型的回滯環(huán)是片狀顆粒的非剛性聚集體的典型特征(如某些粘土)。另外,這些孔網(wǎng)都是由大孔組成,并且它們沒有被孔凝聚物完全填充。
4.H4型回滯環(huán)都告訴我們哪些孔結(jié)構(gòu)信息?
H4 型回滯環(huán)與H3 型的回滯環(huán)有些類似,但吸附分支是由I 型和II 型等溫線復(fù)合組成,在P/P0的低端有非常明顯的吸附量,與微孔填充有關(guān)。H4 型的回滯環(huán)通常發(fā)現(xiàn)于沸石分子篩的聚集晶體、一些介孔沸石分子篩和微-介孔碳材料,是活性炭類型含有狹窄裂隙孔的固體的典型曲線。
5.H5型回滯環(huán)的孔結(jié)構(gòu)信息
H5:很少見,發(fā)現(xiàn)于部分孔道被堵塞的介孔材料 雖然H5 型回滯環(huán)很少見,但它有與一定孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)的明確形式,即同時(shí)具有開放和阻塞的兩種介孔結(jié)構(gòu)(例如,插入六邊形模板的二氧化硅)。 通常,對于特定的吸附氣體和吸附溫度, H3,H4和H5 回滯環(huán)的脫附分支在一個(gè)非常窄的P/P0 范圍內(nèi)急劇下降。例如,在液氮下的氮吸附中,這個(gè)范圍是 P/P0~0.4-0.5。這是H3,H4 和H5 回滯環(huán)的共同特征。
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