孔徑分布中孔的分類

貝士德儀器科技（北京）有限公司 2019-06-06 14:44:52 879  瀏覽

• 孔的分類：
      1、按是否與外界連通，孔可以分為開孔和閉孔。其中與外界連通的空腔和孔道稱為開孔，不與外界連通的稱為閉孔。開孔與閉孔的產(chǎn)生和形態(tài)可在材料制備或處理過程中根據(jù)需要進行工藝調(diào)整來控制。
      2、按照孔隙直徑大小分類：大孔、中孔（介孔）、微孔。
      這是根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry ）(IUPAC) 根據(jù)孔隙直徑大小而區(qū)分的。
      大孔（φ≥50nm或500nm）；
      中孔（2nm或20nm≤φ≤50nm或500）。中孔又稱過渡孔，沒有中孔或小孔的劃分，統(tǒng)稱中孔或介孔；
      微孔（φ≤2nm或20nm）；
      3、按照孔的幾何形狀分類：墨水瓶孔、楔形孔、柱狀孔等。

  問：什么是孔？孔的分類？為什么材料的孔形態(tài)越復(fù)雜，孔隙越發(fā)達，其對氣體的吸附作用就會越強？

  答：要回答這個問題，首先要對孔進行定義及分類。

      什么是孔？
      在我們生產(chǎn)生活和科學研究中能夠接觸到各種材料，其中除了鋼鐵、玻璃等少數(shù)密實材料外，絕大多數(shù)材料在內(nèi)部都有一些孔道存在，這些孔道在不同的學科上有不同的叫法，所代表的意義也不一樣。

      在多孔材料的研究中，孔指的是材料中的開孔和閉孔。其中，與外界連通的空腔和孔道稱為開孔，不與外界連通的稱為閉孔。與之相關(guān)聯(lián)的概念如：孔徑、孔容、孔分布、孔體積等，這些孔占據(jù)的的體積可能比材料的物質(zhì)組成本身還要大，形態(tài)各異，直徑也各不相同。這些孔的喉道的大小、分布的不同及各種各樣的幾何形狀，使得材料的物理性質(zhì)各不相同，從而產(chǎn)生了不同的用處，對于其制備及處理的研究非常重要，是現(xiàn)在熱門的研究內(nèi)容。
   
      孔隙越發(fā)達、孔形態(tài)越復(fù)雜，會使得材料內(nèi)部的比表面積越大。以活性炭舉例，通過KOH活化制備的竹活性炭，其比表面積Z大可以達到2752m2/g（《KOH活化制備高比表面積竹活性炭研究》湖州師范學院生命科學學院 余梅芳、胡曉斌、王康城、尹暉），也就是說，1克活性炭所包含的比表面積，幾乎可以達到一個標準足球場的面積。

      由于分子間引力（主要是范德華力）的存在，通過材料中的孔的氣體分子會被材料內(nèi)部孔表面的分子所吸引，即發(fā)生吸附。當材料的比表面積越大，通過其孔的氣體與材料的接觸面積也就越大，能夠容納的氣體分子就會越多。而且當孔形態(tài)比較復(fù)雜時，尤其是當氣體分子直徑略小于材料的孔直徑時，氣體分子遇到孔表面的材料分子后非常難以跑出來，即不容易被脫附。在這種情況下，孔結(jié)構(gòu)越發(fā)達，孔形態(tài)越復(fù)雜，尤其是微孔比例大時，材料的比表面積越大，因此單位質(zhì)量的材料吸附的氣體的量就會越大，材料對氣體的吸附功能就越強。