气体吸附中常见问题

阅读次数：2810 发布时间：2017/11/24 9:29:48

问：什么是孔？孔的分类？为什么材料的孔形态越复杂，孔隙越发达，其对气体的吸附作用就会越强？

答：要回答这个问题，首先要对孔进行定义及分类。

什么是孔？
在我们生产生活和科学研究中能够接触到各种材料，其中除了钢铁、玻璃等少数密实材料外，绝大多数材料在内部都有一些孔道存在，这些孔道在不同的学科上有不同的叫法，所代表的意义也不一样。

在多孔材料的研究中，孔指的是材料中的开孔和闭孔。其中，与外界连通的空腔和孔道称为开孔，不与外界连通的称为闭孔。与之相关联的概念如：孔径、孔容、孔分布、孔体积等，这些孔占据的的体积可能比材料的物质组成本身还要大，形态各异，直径也各不相同。这些孔的喉道的大小、分布的不同及各种各样的几何形状，使得材料的物理性质各不相同，从而产生了不同的用处，对于其制备及处理的研究非常重要，是现在热门的研究内容。

孔隙越发达、孔形态越复杂，会使得材料内部的比表面积越大。以活性炭举例，通过KOH活化制备的竹活性炭，其比表面积可以达到2752m2/g（《KOH活化制备高比表面积竹活性炭研究》湖州师范学院生命科学学院余梅芳、胡晓斌、王康城、尹晖），也就是说，1克活性炭所包含的比表面积，几乎可以达到一个标准足球场的面积。

由于分子间引力（主要是范德华力）的存在，通过材料中的孔的气体分子会被材料内部孔表面的分子所吸引，即发生吸附。当材料的比表面积越大，通过其孔的气体与材料的接触面积也就越大，能够容纳的气体分子就会越多。而且当孔形态比较复杂时，尤其是当气体分子直径略小于材料的孔直径时，气体分子遇到孔表面的材料分子后非常难以跑出来，即不容易被脱附。在这种情况下，孔结构越发达，孔形态越复杂，尤其是微孔比例大时，材料的比表面积越大，因此单位质量的材料吸附的气体的量就会越大，材料对气体的吸附功能就越强。

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