Y型分子篩不同表面性質(zhì)下的N2和Ar分子吸附行為

2022-06-28

具有四極矩的N₂分子與Al離子(如分子篩)有很強(qiáng)的相互作用力并吸附(特定吸附)。下面我們來(lái)看看從N₂@77.4 K和Ar@87.4 K吸附等溫線(xiàn)和各自的α_s曲線(xiàn)上[相對(duì)壓力：_p/p0（橫坐標(biāo)），相對(duì)壓力_p/p0=0.4 (V/V_0.4)時(shí)的吸附量V_0.4：α_s（縱軸）]能計(jì)算出什么。通常，Y型（FAU）沸石被認(rèn)為由于脫鋁而增大了SiO₂/Al₂O₃比值，在保持沸石衍生微孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)產(chǎn)生了中-大孔。這可以從圖（1）的圖像中得到定性地驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)USY處理和脫鋁處理的Y型沸石320HOA (SiO₂/Al₂O₃ = 5.5) (Tosoh公司)的SiO₂/Al₂O 高硅分子篩390HUA(SiO₂/Al₂O₃= 400)切片圖像(圖1 (2))。圖2是用BELSORP MAX測(cè)試的超低相對(duì)壓力(_p/p0=1E-8)下的N₂@77.4K和Ar@87.3K等溫線(xiàn)（前處理：300°C, 8h）。這些等溫線(xiàn)可歸類(lèi)為type I+IV型，390HUA (SiO₂/Al₂O₃ =400)上的遲滯環(huán)表明有中-大孔 形成(圖2)。

為了理解吸附質(zhì)(N₂@77.4K和Ar@87.3K)在每種材料微孔上的吸附行為，作了α_s曲線(xiàn)如圖3和圖4所示。圖3中，由于N₂四極矩的參與，320HOA (SiO₂/Al₂O₃ = 5.5)強(qiáng)烈吸附在沸石孔表面。因此，與相對(duì)壓力較低時(shí)相比，吸附量(α_S值)逐漸增加，微孔被填滿(mǎn)。在390HUA (SiO₂/Al₂O₃ = 400)上，吸附量(α_S值)迅速增加，在壓力接近_p/p0=1E-4時(shí)，微孔被填滿(mǎn)。另一方面，在A(yíng)r(87.4K)吸附中(圖4)，由于A(yíng)r是非極性的，無(wú)論表面性質(zhì)如何，320HOA和390HUA的吸附量(α S值)可以大概確定是在_p/p0=1E-3處的開(kāi)始增大的。基于上述所說(shuō)，N₂@77.4 K的吸附等溫線(xiàn)可用于評(píng)估沸石的表面性質(zhì)，Ar@87.3K的吸附等溫線(xiàn)可用于評(píng)估沸石的孔結(jié)構(gòu)，不管材料的表面性質(zhì)如何。