麦克仪器技术分享：微孔孔径分析之DR法详解

微孔材料是指那些含有孔径或孔宽小于 2nm 孔的材料，比如活性炭、分子筛、催化剂载体、MOF 材料和生物质衍生材料等。对于微孔的孔道内表面积、孔体积、孔径分布、孔隙率和孔表面能等孔道信息的表征，一般可选用气体物理吸附法，并结合 t-plot、DA/DR、HK 或 DFT/NLDFT 等模型去分析等温线数据。

本文将介绍微孔孔径分析之DR法。

Micromeritics 物理吸附仪

DR 法全称是 Dubinin-Radushkevich 孔体积填充理论（微孔填充），此理论假设微孔孔径具有均匀的高斯分布：

        （1）

其中 V 是在一定相对压力下的累计吸附量，V₀ 是所有微孔总吸附量，K 是苯蒸汽特征吸附能相关常数，β 为相似性系数，ε 为 Polanyi 吸附势。

Polanyi 吸附势定义为：

 （2）

吸附势可以看成吸附空间两点的化学势之差，吸附质吸附形态为饱和液体。

将式（2）带入式（1）后，再两边取自然对数可得 DR 方程：

取 P/P₀ 在 10^-4 至 10^-1，通过线性段截距和斜率可得微孔总吸附量和吸附质特征吸附能 E=βE₀，（E₀ 为苯蒸汽特征吸附能，β 为相似性系数）。

假设微孔填充为单层覆盖，则通过 V₀（即下式中 V_m）可以计算微孔孔内表面积 SA：

DR 法作图线性度依赖于吸附质总类，如苯和壬烷蒸汽线性度好。

同时通过 DA 法，可以通过下式计算微孔孔径 r 分布：

其中 D 为色散力作用能，当 n 取 2 时，DA 法就等价于 DR 法。

关于我们

Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术，包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。

公司在美国、英国和西班牙均设立了研发和生产基地，并在美洲、欧洲和亚洲设有直销和服务业务。Micromeritics 的产品是全球具有创新力的知名企业、政府和学术机构旗下 10,000 多个实验室的优选仪器。我们拥有世界级的科学家队伍和响应迅速的支持团队，他们能够将 Micromeritics 技术应用于各种要求严苛的应用中，助力客户取得成功。