微孔為孔寬小于2 nm的孔，通過(guò)氣體吸附的方法測(cè)試樣品的等溫線(xiàn)，然后進(jìn)行孔徑分析測(cè)試，微孔分析模型有Horvath-Kawazoe(HK)和 Saito-Foley(SF)法、DR、DA(DR理論的擴(kuò)展)、T-Plot方法等，本次內(nèi)容將介紹HK/SF微孔分析方法。 HK方法將吸附質(zhì)液體（液氮）限制在狹縫孔內(nèi)（這些孔常見(jiàn)于某些碳分子篩和活性炭?jī)?nèi)）。 此方法的理論假定為： 1）充滿(mǎn)給定大小的微孔，需要一定的壓力。如果吸附壓力小于該壓力則微孔是充分空的；反之，則被充分填滿(mǎn)； 2）吸附熱在熱力學(xué)上的行為為二維理想氣體，經(jīng)過(guò)熱力學(xué)討論，考慮了吸附劑-吸附質(zhì)之間的作用和吸附質(zhì)-吸附質(zhì)-吸附劑相互作用，得到表達(dá)式： 由于微孔環(huán)境不適合開(kāi)爾文方程，所以引入勢(shì)函數(shù)，吸附勢(shì)能的計(jì)算是借用描述兩個(gè)石墨碳原子層平面間的作用勢(shì)能來(lái)代替，遵循 E-P 模型，且考慮到孔內(nèi)吸附質(zhì)分子的作用加強(qiáng)了孔間作用勢(shì)能，得到勢(shì)能函數(shù)： 認(rèn)為吸附過(guò)程是二維凝聚吸附過(guò)程，即吸附勢(shì)能等于凝聚過(guò)程所做的功，即得到： 式中，l 應(yīng)大于 d0，K 是阿伏伽德羅常數(shù)，d0是吸附劑原子和吸附質(zhì)分子直徑的算術(shù)平均值，Na和 NA分別為單位比表面積的原子和分子數(shù)。而 Aa和 AA是; 式中，m 是電子的質(zhì)量，c 是光速，αa、 Хa和αA 、ХA分別是吸附劑原子和吸附質(zhì)分子的極化率和磁化率。 σ可由下式計(jì)算： HK 計(jì)算模型可以得到微孔分布、微孔孔容積、最可幾孔徑結(jié)果。 S-F模型： Saito和Foley將HK法擴(kuò)展到87K時(shí)氬氣在沸石分子篩上的吸附等溫線(xiàn)計(jì)算有效孔徑分布，S-F法同樣基于E-P勢(shì)能方程不同的時(shí)假設(shè)孔是圓柱形孔，依據(jù)HK對(duì)數(shù)運(yùn)算式，SF導(dǎo)出了一個(gè)類(lèi)似于HK方程的關(guān)系式： 式中，k是加和的正整數(shù)，αk和βk按下式求得： 其余符號(hào)的意義與H-K方程中的相同。 優(yōu)點(diǎn)：HK 在計(jì)算狹縫類(lèi)活性炭樣品方面，能得到令人滿(mǎn)意的分布結(jié)果，同時(shí)采用不同的分子探針，能得到很好的一致性。 局限性：公式中涉及到吸附質(zhì)與吸附劑的極化率和磁化率，所以采用不同的吸附劑，或者在不同的吸附質(zhì)上吸附，需要知道其對(duì)應(yīng)的物理常數(shù)。而且不同的孔結(jié)構(gòu)模型需要不同的計(jì)算公式，計(jì)算比較麻煩。 國(guó)儀量子的V-SORB X800系列比表面積及孔徑分析儀全程通過(guò)軟件全自動(dòng)操作，只需要對(duì)軟件進(jìn)行參數(shù)選擇即可，分析過(guò)程如下圖所示： 1）首先要確認(rèn)材料的孔的特性，包括層片狀孔、狹縫型的孔、圓柱型的孔等； 2）確定孔的特性后，選擇分析模型，包括扁平孔HK模型和柱形孔SF，一般活性炭等層片狀材料對(duì)應(yīng)的是HK模型，分子篩等圓柱型形的孔對(duì)應(yīng)的是SF模型； 3）然后選擇吸附劑類(lèi)型：根據(jù)不同材料選擇不同的吸附劑類(lèi)型，包括：Aluminosilicate（鋁硅酸鹽）、Aluminophosphate（磷酸鋁）、Carbon-Graphite(Ross/Olivier)、Carbon-Graphite(HK)、Zeolite（沸石）、軟件操作見(jiàn)下圖所示，圖內(nèi)任意部位點(diǎn)右鍵，彈出對(duì)話(huà)框進(jìn)行模型選擇、吸附劑吸附質(zhì)選擇、孔徑選擇、和刪除選擇點(diǎn)，圖顯示得結(jié)果會(huì)有所不同。 通過(guò)以上分析最后可得出微孔分析結(jié)果見(jiàn)下圖，微孔孔徑分布和中值孔徑（最可幾孔徑），從而分析出樣品中微孔信息。