1.什么是外表和外表積?
外表是固體與周?chē)h(huán)境, 特別是液體和氣體相互影響的部分; 外表的巨細(xì)即外表積。
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商外表積能夠經(jīng)過(guò)顆粒分割(減小粒度)和生成孔隙而添加,也能夠經(jīng)過(guò)燒結(jié)、熔融和生長(zhǎng)而減小。
2.什么是比外表積?為什么外表積如此重要?
比外表積英文為 specific surface area,指的是單位質(zhì)量物質(zhì)所具有的總面積。格外外表積、內(nèi)外表積兩類(lèi)。世界標(biāo)準(zhǔn)單位為㎡/g。
外表積是固體與周?chē)h(huán)境,特別是液體和氣體相互效果的手段和途徑。一般有下列三種效果:
1)固體-固體之間的效果:表現(xiàn)為主動(dòng)粘結(jié),流動(dòng)性(流沙),壓塑性等。
2)固體-液體之間的效果:表現(xiàn)為滋潤(rùn),非滋潤(rùn),吸附才能等。
3)固體-氣體之間的效果:表現(xiàn)為吸附,催化才能等。
3.什么是孔?
依據(jù) ISO15901 中的界說(shuō),不同的孔(微孔、介孔和大孔)可視作固體內(nèi)的孔、通道或空腔,或者是構(gòu)成床層、壓制體以及團(tuán)聚體的固體顆粒間的空間(如裂縫或空地)。
4.什么是開(kāi)孔和閉孔?
多孔固體中與外界連通的空腔和孔道稱為開(kāi)孔(openpore),
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商包含交聯(lián)孔、通孔和盲孔。這些孔道的外表積能夠經(jīng)過(guò)氣體吸附法進(jìn)行剖析。
除了可測(cè)定孔外,固體中或許還有一些孔,這些孔與外外表不相通,且流體不能滲入,因而不在氣體吸附法或壓汞法的測(cè)定規(guī)模內(nèi)。不與外界連通的孔稱為閉孔(closepore)。
開(kāi)孔與閉孔大多為在多孔固體資料制備進(jìn)程中構(gòu)成的,有時(shí)也可在后處理進(jìn)程中構(gòu)成,如高溫?zé)Y(jié)可使開(kāi)孔變?yōu)殚]孔。
5.什么是孔隙度?
孔隙度是指深度大于寬度的外表特征,一般用孔徑及其散布和總孔體積表征。
6.什么是多孔資料?
多孔資料是一種由相互貫通或關(guān)閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的資料,
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商孔洞的鴻溝或外表由支柱或平板構(gòu)成。多孔資料可表現(xiàn)為細(xì)或粗的粉體、壓制體、擠出體、片體或塊體等形式。其表征通常包含
孔徑散布和總孔體積或孔隙度的測(cè)定。在某些場(chǎng)合,也需求考察其孔隙形狀和流通性,并測(cè)定內(nèi)外表和外外外表積。
7.實(shí)在的外表是什么樣的?
立方體和球體是在數(shù)學(xué)核算上最簡(jiǎn)略的抱負(fù)模型。對(duì)于邊長(zhǎng)為 Lcm立方體,其外表積為6L2cm2。
但在現(xiàn)實(shí)情況中,數(shù)學(xué)中的抱負(fù)幾許形狀是底子不存在的,由于在顯微鏡下看悉數(shù)實(shí)在外表,它們都是有缺點(diǎn),都是凸凹不平的。假如有一個(gè)“超級(jí)顯微鏡”,你就能看到外表有多粗糙,這不僅是由于空地,孔道,臺(tái)階和其它的非抱負(fù)情況,更是由于原子或分子軌跡的散布。這些外表的不規(guī)矩性總是創(chuàng)造出比相應(yīng)的理論面積更大的實(shí)在外表積。
8.影響外表積的要素有哪些?
影響外表積巨細(xì)的要素包含顆粒巨細(xì)(粒徑)和顆粒形狀(粒形)以及含孔量。
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商想象一個(gè)一米邊長(zhǎng)的實(shí)在立方體被切割成一微米(10 -6m)的小立方體, 這樣將產(chǎn)生 1018個(gè)顆粒。
每個(gè)顆粒露出的面積是 6x10-12平方米(m2), 悉數(shù)顆粒奉獻(xiàn)的總面積則為 6x106m2。與未切割資料比較,這種露出面積的百萬(wàn)倍的添加是超細(xì)粉體具有大外表積的典型。除了粒度以外,顆粒形狀也對(duì)粉體的外表積有所奉獻(xiàn)。在悉數(shù)幾許形狀中,球形具有最小的面積/體積比,但一串原子假如僅沿著鏈軸線鍵合,則會(huì)有最大的面積/體積比。悉數(shù)的顆粒物質(zhì)都具有幾許形狀,因而具有在兩個(gè)極點(diǎn)之間的外表積。經(jīng)過(guò)比較兩個(gè)有相同組成和相同質(zhì)量,但形狀分別為球形和立方體的顆粒外表積,很簡(jiǎn)單看到顆粒形狀對(duì)外表積的影響。核算得出,在顆粒分量相同的情況下,
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商立方體面積大于球體面積。由于粒徑、粒形和孔隙度的不同,比外表積的規(guī)模能夠有極大的變化,但孔的影響往往使粒徑和外部形狀要素的影響完全埋沒(méi)。由密度大約為 3g/cm3 的 0.1 微米半徑球形顆粒組成的粉末比外表大約為 10m2/g, 而 1.0 微米半徑的類(lèi)似顆粒比外表會(huì)削減 10 倍;可是假如同樣的 1.0 微米半徑顆粒含有很多的孔隙,其比外表或許超過(guò) 1000m2/g。這清楚地標(biāo)明孔對(duì)外表積的重要奉獻(xiàn)。
9.在粒度剖析儀上核算出的外表積值精確嗎?
盡管顆粒形狀能被假定為規(guī)矩的幾許形,可是絕大多數(shù)的情況下它是不規(guī)矩的,只不過(guò)現(xiàn)在流行的粒度丈量辦法是基于“等效球體積”。
固定床反應(yīng)裝置生產(chǎn)商假如試圖使用粒度丈量辦法(包含激光衍射法、光散射法、電域靈敏法、沉降法、透過(guò)法、篩分法和電子顯微鏡法)丈量比外表,由于粒形、外表的不規(guī)矩及孔隙度的影響,其結(jié)果會(huì)比真值嚴(yán)峻偏小,甚至相差 1000 倍以上。因而,由粒徑核算外表積只能經(jīng)過(guò)球形或其它規(guī)矩幾許形狀的絕對(duì)假定建立一個(gè)低限值。
10. 孔的類(lèi)型有哪些?
工業(yè)催化劑或載體作為多孔資料,是具有發(fā)達(dá)孔系的顆粒集合體。一般情況是必定的原子(分子)或離子按照晶體結(jié)構(gòu)規(guī)矩組成含有微孔的納米級(jí)晶粒;而因制備化學(xué)條件和化學(xué)組成的不同,若干晶粒又可集合為巨細(xì)不一的微米級(jí)顆粒,然后工業(yè)成型成更大的團(tuán)?;蛴胁煌瑤自S外形的顆粒集合體。
不同的制備辦法會(huì)生成不同的孔結(jié)構(gòu)。如,高溫?zé)Y(jié)或擠壓成型的多孔固體的孔結(jié)構(gòu)是無(wú)
規(guī)矩的;而由膠體在充水的初級(jí)結(jié)構(gòu)中沉積、收縮、老化,會(huì)產(chǎn)生特征性的微孔結(jié)構(gòu)(典型比如如水泥和石膏)。
沸石和分子篩具有安穩(wěn)的晶體結(jié)構(gòu),它內(nèi)部的孔是由晶體內(nèi)的孔道、縫隙或籠組成的具有均勻尺度和規(guī)矩的形狀。在沸石內(nèi)部,籠是由直徑 0.4–1nm 的窗口相連。一個(gè)籠能夠看作是一個(gè)球形孔。