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孔徑分布專題-BJH模型（1）

華璞恒創(chuàng) 2022-03-14 | 閱讀：9668

當(dāng)我們完成一個(gè)物理吸附測試時(shí)，得到的是原始的吸脫附等溫線，根據(jù)對吸脫附等溫線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到我們需要的材料的比表面積、孔徑分布和孔容信息。前面，我們已經(jīng)介紹了IUPAC對吸脫附等溫線的分類解讀和如何得到比表面積（BET理論），接下來，我們將一起探討如何得到材料的孔徑分布。

孔徑分布是如何計(jì)算的？

由于多孔材料的真實(shí)孔道的復(fù)雜性，因此不存在統(tǒng)一的孔徑分布計(jì)算方法。模型中的物理參數(shù)和適用前提，都會(huì)對孔徑分布結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。因此，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的吸附質(zhì)、吸附劑和分析參數(shù)，選擇合適的模型進(jìn)行計(jì)算。ISO15901和IUPAC推薦常用的孔徑分布計(jì)算模型包括：

介孔分布：BJH、DH
微孔分布：DA（DR）、HK、SF
微孔/介孔全分布：DFT、MC

BJH模型介紹

BJH方法全稱是Barret-Joyner-Halenda法，是介孔孔徑分布的計(jì)算模型，也是目前普遍被接受的孔徑分布計(jì)算模型，它是基于 Kelvin 毛細(xì)管凝聚理論發(fā)展得到的。在這種方法使用了60年后，隨著MCM-41模板孔徑分子篩的問世，人們突然發(fā)現(xiàn)BJH法有著極大的誤差，低估孔徑可達(dá)20%。

因此，ISO15901第二部分對BJH的使用提出了明確的限定條件，假設(shè)如下：
    1) 孔道是剛性的，并具有規(guī)則的形狀（比如圓柱狀）；
    2) 不存在微孔；
   3) 孔徑分布不連續(xù)超出此方法所能測定的最大孔隙，即在最高相對壓力處，所有待測定的孔隙均已被充滿。

因此，一旦使用BJH模型得到孔徑分布數(shù)據(jù)，即默認(rèn)材料滿足如上的假設(shè)條件。此外，BJH法在吸附等溫線上的取點(diǎn)計(jì)算的傳統(tǒng)范圍是0.05~1之間，但由于發(fā)現(xiàn)該方法在10nm以下會(huì)低估孔徑，在4nm以下會(huì)產(chǎn)生20%的誤差，所以目前建議的相對壓力取點(diǎn)適用范圍是0.35~1 之間。

我們知道，得到的原始等溫線是兩條，一條吸附線，一條脫附線。BJH模型既可以使用吸附支進(jìn)行計(jì)算，也可以使用脫附支。那么，該如何進(jìn)行選擇呢，我們將在下一部分中詳細(xì)說明，請大家持續(xù)關(guān)注。

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