吸附和脱附等温线中的滞后现象 如何评价孔径分布

是用吸附等温线还是用脱附等温线来评价孔径分布一直是一个争论的问题。

吸附等温线与脱附等温线之间的滞后现象，认为是由于不同孔径的孔隙组合而形成的渐进脱附机制（渗流理论）造成的。这一渗流理论表明，从脱附等温线获得的孔径分布在应用上是有问题的。一般认为，从吸附等温线的到的孔径分布问题较少，更接近真实值。

吸附-解吸迟滞环

此外，在相同的平衡压力下，即使改变孔径大小，脱附等温线也会接近吸附等温线侧（不存在低压滞后的特殊情况）。这一现象说明脱附等温线闭合的原因与孔径大小无关，是由于吸附温度下的吸附物性造成的。这种行为是由于孔隙中吸附相的空化引起的。由脱附等温线得到的孔径分布分析，由于空化压力的作用，孔的峰值总是在3.4nm处。当使用77K N2等温脱附线时，这个孔隙需要忽略，因为这与材料上的孔隙冷凝无关。

77.4K空穴解吸氮气

介孔二氧化硅的孔径分布 下图为孔径分布和TEM多孔二氧化硅材料图片

红色圆圈所示的孔径峰（29nm）是从吸附等温线计算出来的，蓝色圆圈所示的孔径峰（18nm）是从脱附等温线计算出来的。这两个大约有10nm的不同。将两者与切片材料的观察结果进行对比，结果表明二者与吸附等温线所测得的孔径具有良好的一致性。同时，在该材料上还存在着不均匀且复杂的孔隙。目前，气体吸附技术可用于确定孔隙大小，但难以确定孔隙形状。 因此，有必要从文献或TEM/SEM观察中确定孔隙形状，选择合适的分析理论。