氮气吸附法表征杨木应拉木的孔隙结构

氮气吸附法在测定材料比表面积和孑L径分布方面的应用原理1. 引言1.1 氮气吸附法的概述氮气吸附法是一种常用的表面性质测试技术，广泛应用于材料科学领域。

该方法通过吸附氮气分子到材料表面，从而确定材料的比表面积和孔径分布。

氮气吸附法的原理是基于氮气分子与材料表面发生吸附反应，通过测量吸附了氮气分子的体积和压力来推算出材料的表面性质。

这种方法具有操作简单、测试速度快、结果准确等优点，因此被广泛应用于各类材料的研究和开发中。

通过氮气吸附法可以深入了解材料的微观结构，为材料设计和改进提供重要参考。

在材料科学领域，氮气吸附法已成为不可或缺的分析手段之一，为研究人员提供了丰富的信息和指导。

1.2 应用原理氮气吸附法的应用原理主要基于氮气在材料表面的吸附和脱附过程。

氮气分子在低温下与材料表面发生物理吸附，通过测量氮气分子在不同压力下吸附量来确定材料的比表面积。

根据Brunauer-Emmett-Teller（BET）理论，可以通过构建等温吸附线和计算相应的比表面积来分析材料的吸附性能。

氮气吸附法还可以用于测定材料的孔径分布。

根据巴拉德方程，在不同相对压力下测量氮气吸附量，并结合Kelvin方程和BJH理论，可以得出材料的孔径大小和分布情况。

通过分析比表面积和孔径分布的结果，可以深入了解材料的孔结构特征和表面性质，为材料研究提供重要参考。

氮气吸附法的应用原理不仅在表面测量领域具有重要意义，还在材料科学领域有着广泛的应用前景。

2. 正文2.1 氮气吸附法测定材料比表面积的步骤氮气吸附法是一种常见的表面分析技术，用于测定材料的比表面积。

其原理是通过让氮气在固体表面上吸附并脱附，从而测量表面的吸附量，进而计算出比表面积。

以下是氮气吸附法测定材料比表面积的步骤：1. 准备样品：首先需要将待测样品充分干燥，以去除表面的水分和其他杂质。

然后粉碎样品至适当粒度，并在真空中去除任何气体残留。

2. 测定参数设定：在实验仪器中设置合适的测定参数，包括温度、压力、吸附时间等。

氮气物理吸附法和压汞法表征FCC 催化剂孔径分布研究曹庚振，王 林，张艳惠，杨周侠，杨一青，王宝杰（兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）摘要：分别采用氮气物理吸附法和压汞法考察了不同类型的FCC 催化剂老化前后的孔径分布情况。

结果表明，氮气物理吸附法应用BJH 模型可以表征2~100 nm 的孔，但对大 于100 nm 的孔计算不准确。

压汞法使用Wasburn 公式能弥补氮气吸附法在大孔孔径分 析方面的不足，两者结合可以有效表征催化剂的中大孔孔径分布。

关键词：氮气物理吸附法； 压汞法； 孔径分布； 催化剂催化裂化催化剂由基质和分子筛组成，其中分子筛的质量分数仅占10%～20% ,大部分为无定型硅酸铝基质。

在重油反应过程中，大分子在基质上初步裂化，然后扩散到分子筛上进行裂化得到所需产品。

因此，油品在催化剂中的扩散性对催化剂的反应性能有着极其重要的影响[1]。

随着原料油的日趋重质化，必然要求FCC 催化剂增大孔径，以加速重油分子在催化剂中的扩散，提高催化剂的反应性能。

因此，增大催化剂的孔径、改善催化剂的孔结构已成为当前新型渣油催化裂化催化剂研究的重要课题。

孔径范围定义：大于50 nm 为大孔，2～50 nm 为中孔，小于2 nm 为微孔。

目前，氮气物理吸附法可以有效表征催化剂的微孔和中孔的孔径分布情况，对于大孔孔径分布目前广泛使用压汞法进行测试。

由于压汞法要求的圆柱体模型与催化剂复杂的孔隙相差较大，同时受技术水平的限制，其对微孔孔径和中孔孔径的分析准确度不高，仅限于大孔孔径分析[2]。

文中采用氮气物理吸附法和压汞法对不同类型的FCC 催化剂进行中孔和大孔孔径表征，分析不同类型的催化剂孔径分布的特点和催化剂老化前后孔径分布的变化，并比较2种表征测试方法的优缺点。

1 测试原理 1.1 氮气吸附法氮气吸附法将烘干脱气处理后的样品置于液氮中，调节不同试验压力，分别测出对氮气的吸附量，绘出吸附和脱附等温线。

氮气吸附法—压汞法分析页岩孔隙、分形特征及其影响因素曹涛涛;宋之光;刘光祥;尹琴;罗厚勇【摘要】利用氮气吸附法和压汞法联合表征下扬子皖南地区二叠系页岩的孔隙分布、孔隙度及分形特征.结果表明,研究区二叠系页岩中发育的孔隙以微孔和大孔为主,其中微孔的体积占页岩总孔隙体积的33.63％～ 81.08％,平均为56.45％;联孔孔隙度明显高于压汞孔隙度,平均增加96.06％;页岩在微孔和过渡孔—大孔区间均具有明显的分形特征,且微孔的分形维数比过渡孔—大孔更加分散,说明页岩中微孔的非均质性和复杂程度要高于过渡孔—大孔;微孔的孔隙度和分形维数与总有机碳含量、比表面积和生烃潜量呈正相关关系,与石英含量呈负相关关系;过渡孔—大孔的孔隙度和分形维数与总有机碳含量、石英含量呈负相关性,与比表面积和粘土矿物含量之间没有明显的相关性.随着埋深的增加,微孔的孔隙度和分形维数变化较小,过渡孔—大孔的孔隙度和分形维数明显降低,且分形维数对埋深的敏感性高于孔隙度.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2016(023)002【总页数】8页(P1-8)【关键词】二叠系;页岩;联孔分布;分形维数;氮气吸附法;压汞法;皖南地区【作者】曹涛涛;宋之光;刘光祥;尹琴;罗厚勇【作者单位】南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210093;中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214126;中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210093;中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南郑州450016;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210093【正文语种】中文【中图分类】TE112.23孔隙特征是页岩储集物性最重要的研究内容之一，影响页岩中油气的聚集、流动及产出，是评价页岩油气资源潜力的关键参数之一［1-3］。

通常用来表征非常规致密储层孔隙特征的方法有氮气吸附法、压汞法、聚焦离子束扫描电子显微镜和核磁共振等，但不同方法获得的孔隙范围各有差异，仅利用单一方法不能全面表征页岩的孔隙特征，须利用多种方法进行联合测定［4-5］。

完全吃透氮气物理吸附表征数据——孔类型分析是重点【前言】目的：是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念，不会讲太多源头理论，内容不多，力求简明实用。

本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践，做个总结一是长久以来的心愿，二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。

由于内容是自己的总结和认识，很可能会有部分错误，希望大家能给予建议、批评和指导，好对内容做进一步的完善。

★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。

经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。

◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT（Brunauer-Deming-Deming-Teller）分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。

每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压（0.3-0.8）、高压（0.90-1.0）三段。

那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力（І型，ІІ型，Ⅳ型），较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱（ІІІ型，Ⅴ型）。

中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。

BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。

平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。

不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响
杨木是一种常见的木材品种，在建筑、家具制造、造纸等领域有广泛的应用。

然而，杨木的应用过程中常常会遇到一些问题，比如开裂、变形等，这些问题通常与木材的孔隙结构有关。

因此，探究不同干燥预处理对杨木孔隙结构的影响，有助于提高杨木的应用效果和质量。

不同的干燥预处理方式包括自然干燥、气干处理和热处理。

自然干燥指木材在自然环境下暴露并干燥；气干处理指木材在干燥室中通过自然通风干燥；热处理指木材在高温下处理，通过改变木材的结构来提高木材的性能。

下面将分别探讨这三种干燥预处理对杨木孔隙结构的影响。

自然干燥会使木材中水分逐渐排出，需要较长的时间，但可以保持木材的原始形态和力学性能。

经过自然干燥的杨木在孔隙结构上与未处理的杨木相似，具有较多的明显针孔和直线状孔隙，并有许多分支状孔隙。

然而，由于自然干燥时间长，木材容易产生开裂和变形的问题。

气干处理则比自然干燥时间短，且能够有效地减少开裂和变形的问题。

但是，气干处理会导致孔隙结构的改变。

经过气干处理的杨木在孔隙结构上相对于原始杨木，孔隙的直径变小，孔隙间距变大，同时孔隙数量也减少，这与杨木的强度和硬度有关。

热处理虽然能够显著提高木材的力学性能，但是也会对孔隙结构产生影响。

热处理会使杨木中的松针孔和容积性汁道减小，
同时导致孔隙间距变小、孔隙数量减少，这些变化都使杨木的密度和硬度增加，但同时储水能力降低。

综上所述，不同的干燥预处理方式对杨木的孔隙结构影响显著。

选择适当的干燥预处理方式有助于提高杨木的应用效果和质量，但需要权衡木材的力学性能、储水效果和制造成本等方面的因素。

液氮吸附实验在土壤微观孔隙结构上的应用摘要：土壤微孔隙研究是土壤肥力评价的重要部分，本文利用液氮吸附实验手段，对土壤微孔隙进行了实验测试及分析，结果表明液氮吸附实验是开展土壤微观孔隙研究的有效手段，是获取土壤微孔孔隙度、总比表面积、平均孔径及孔隙形态特征等参数的重要途径，对开展土壤全尺度孔隙结构研究及土壤肥力质量评价工作具有重要的帮助。

关键词：液氮吸附实验；土壤；微观孔隙；分形特征引言土壤孔隙特征是表征土壤结构的重要参数，是评价土壤肥力状态的重要指标[1]。

不同尺度的孔隙具有不同的持水、保水等特性[2]，因此多尺度的孔隙并存构成了土壤复杂的孔隙系统，使得土壤具有极强的非均质性，孔隙类型及数量制约着土壤持、保水及通透等特性。

因此在开展土壤肥力质量评价时，进行全尺度的土壤孔隙结构特征研究具有重要的现实意义。

长期以来，土壤的宏观孔隙研究取得了长足的进展，测试及分析技术相对成熟[3]，微观孔隙测试研究相对滞后。

液氮吸附实验是随着现代测试技术发展而兴起的孔隙测试技术，是对土壤微孔测试研究的极大补充，是定量表征微孔隙形态特征的有效手段。

1 测试原理氮气吸附实验是检测微孔及小孔最常用的测试方法，测试原理是根据不同压力下土壤对气体的吸附量并依据BET及BJH计算模型分析孔隙形态特征。

2 实验测试及结果分析2.1 孔隙度特征对选取的六块样品进行低温液氮吸附实验，共获取了总比表面积、孔体积及平均孔径等孔隙参数。

测试样品孔隙直径主要介于10-25nm之间，平均孔径为17.52nm；孔体积主要介于0.001-0.01cm3/g之间，平均孔体积为0.007cm3/g；总比表面积主要介于0.1-5cm2/g之间，平均为2.69cm2/g。

2.2 孔隙分形分维特征基于液氮吸附实验数据，以p/p0=0.5为界限，利用PFEIFER等提出的理论[4]，由FHH方程分别计算低压阶段与高压阶段的分形维数D1与D2：lnV=A（nln（P0/P））+B （1）式中，V为平衡压力P下的气体吸附量；P0为气体的饱和蒸汽压；P为气体吸附的平衡压力；A为拟合直线的斜率；B为常数。

氮气吸附方法我折腾了好久氮气吸附方法，总算找到点门道。

一开始的时候我真的是瞎摸索啊。

我就知道氮气吸附是个很重要的检测手段，能了解物质的比表面积啊、孔隙结构啥的。

我第一次尝试的时候，那设备一摆我就懵了。

那感觉就像是面对一桌子乱七八糟的厨具，不知道从哪儿下手。

我就按照自己以为的来，先把氮气瓶给接上，想着这就像给汽车加油一样，先把原材料给准备好。

结果我忽略了检查管道有没有漏气，就像盖房子没打好地基一样，最后得到的数据那根本就是错的啊。

我又试了一次，这个时候我就小心多了。

在把氮气接到吸附仪之前，我专门检查了所有的连接部位，每一个接口就像螺丝和螺母一样一定要拧紧。

这就好比是穿衣服，扣子一个都不能扣错。

接下来就是设置参数了。

我那时候不太确定该设多大的压力范围和吸附温度。

我先按照说明书上的推荐值设了，但是效果不太理想。

后来我又咨询了一些同行的朋友，他们告诉我在检测不同材料的时候应该根据材料的特性来微调这些参数。

比如说检测那种多孔的活性炭材料，温度可能就需要稍微设低一点，压力范围也可能要小一些。

这给我很大的启发，就像做菜放调料一样，不同的食材放调料的量和种类都得变变。

再就是样品的准备了。

一定要保证样品的干燥和纯净。

我最开始没太在意这个，结果因为样品里有水汽，又把整个测量都给搞砸了。

这就好像是你想熬一锅好粥，结果米里掺杂了沙子一样，肯定熬不出好味道的粥来。

现在我要是再做氮气吸附测量啊，我都会小心翼翼地准备样品，仔仔细细检查管道，根据材料好好设置参数。

不过我还是觉得我有很多地方做的不是那么完美，比如怎么能够更加快速精准的清洗吸附仪之后测量不同性质的材料，我还在摸索当中，这就像是一个永远在学习的旅程一样，每一次尝试我都能发现新的问题和改进的方向。

还有就是在测量的过程中尽量保持环境的稳定，也就是外界的温度、压力这些东西尽量别发生大的波动。

我曾经有一次因为旁边有个大设备突然启动，引起了微小的震动和温度波动，这就影响到了测量结果。

相对压力点的设定对比表面积和孔隙分布测量值的影响林雄萍;袁嘉隆;梁杰;何泰愚;郑捷庆【摘要】利用美国康塔Autosorb-1MP分析仪,对果壳活性炭的比表面积和孔隙分布进行了表征.为简化等温吸附脱附线上的数据采集点、减少实验成本和缩短测试时间、提高实验效率,对单点BET法、多点BET法和BJH法的基本理论模型和测试结果两方面进行了对比分析,从测试方法的基理上探究数据采集点的分布和数量对实验结果的影响,得到了简化实验数据点前后最小相对误差下相对压力值的变化规律.结果表明:对于比表面积的测定,取5个分析点时BET直线拟合效果较好,相对压力p/p0为0.20附近时,单点和多点比表面积的相对误差在5％左右,且多点比表面积大于单点比表面积;而对于孔隙分布的分析,当以相对压力小于滞后环始点处p/p0的测试点为BJH脱附分析线的终止点时,对其孔比表面积、孔容和最优孔径的测试值无影响.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2014(031)009【总页数】4页(P55-58)【关键词】活性炭;比表面积;孔隙分布;多点BET方法;BJH方法【作者】林雄萍;袁嘉隆;梁杰;何泰愚;郑捷庆【作者单位】集美大学诚毅学院,福建厦门 361021;集美大学福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门 361021;集美大学福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门 361021;集美大学福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门 361021;集美大学福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门 361021;集美大学福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1活性炭的比表面积和孔隙分布直接影响其吸附效率、催化性能等，目前多点BET法和BJH法是公认的测试颗粒比表面积和孔隙分布的方法［1－4］。

随着我国经济的高速发展，对颗粒比表面积和空隙分布数据的需求日益增大，但一套完整的中孔颗粒孔径分布表征实验包含的数据采集点多达40个左右［5－7］。