全自动比表面分析仪（微孔分析）

工业中二甲苯同分异构体的分离与纯化是一项重要且极具挑战的任务。开发高效的吸附剂对于实施用于工业分离这些异构体的模拟移动床技术至关重要。浙江大学任其龙院士、鲍宗必教授团队和美国罗格斯大学李静教授团队在最近一次的Science期刊中发表了相关研究进展。该团队研究了一种高效的聚合物材料Mn-dhbq，对二甲苯异构体具有非常独特的识别和捕获能力。在不同的温度下，对邻，间，对-二甲苯有不同的吸附捕获性能。精巧的结构赋予这种多孔材料超高的灵活性和稳定性，展现良好的吸附能力，高选择性，模拟工业条件下的动力学反应。这项研究为工业中二甲苯的分离与纯化工艺提供了一种高效节能的吸附替代方法。

分子探针法是评价微孔沸石的窗孔孔隙分布的一种方法。该方法利用探针分子的分子筛分作用，从而对沸石的孔隙分布进行直接评价。本文介绍了使用五种探针分子（H2O:0.28nm (dc)，CO2:0.31 nm (dm)，C2H4:0.40nm(dm)，n-C4H10:0.45nm (dm），iso-C4H10:0.58nm(dm)，见图像）评估三种A型沸石（3A，4A， 5A）的微孔分布的结果。图1显示每个沸石的探针分子在298.15 K下的吸附等温线。H2O， CO2，C2H6 用于探测沸石 3A , CO2，乙烷C2H6，正丁烷n-C4H10，异-丁烷iso-C4H10 用于探测4A、5A沸石。

第 21篇应用文章描述了用圆柱形孔作为案例，GCMC相比于NLDFT法能正确的评估孔径大小和孔体积。此文运用GCMC方法对狭缝孔活性炭纤维（ACFs）进行孔结构评价，并根据结果对孔形模型进行验证。

迄今为止，基于吸附势理论的HK法（狭缝孔）、SF法（圆柱孔）和CY法（笼形孔）已用于各种多孔材料的孔隙结构评价，基于毛细管凝结理论的 INNES 方法（狭缝孔）和 BJH 方法 （圆柱孔）等经典的孔径分析方法，应用于中-大孔范围内孔径分析，这是由于其孔结构的不同。另一方面，近年来，人们开始关注通过计算机模拟方法来评估孔结构，如NLDFT（非定域密度泛函）法和GCMC（巨正则蒙特卡洛）法等，这两种方法用一个统一的理论从微孔到中-大孔进行全孔分析。即使对比经典和新的孔径分布分析法，从同一吸附等温线中获得的孔径大小峰值和孔径分布是不同的，因为每个理论得出的填充压力不同。

N2分子优先吸附到H2O分子吸附的材料表面的亲水活性位，同时均匀地覆盖材料表面。因此，这两种吸附质都可用于进行材料疏水性评价。

吸附现象产生的热量被称为“吸附热”，并伴有热量的产生。吸附是“吸附质与固体表面之间的相互作用”与“吸附质之间的相互作用”的总和，并且这些相互作用的总和可以由“吸附热”来表示，因此吸附热对于评价吸附剂固体表面特性至关重要。吸附热可以使用热量计进行评估或通过测量不同温度下的吸附等温线（最少 2 个点或更多）代入 Clausius-Clapeyron（方程 1）计算得出。在这里，-ΔHads是与吸附相关的焓变，可以等效为微分吸附热qst。

一般来说，通过N2@77.4 K和Ar@87.3 K,的等温吸附曲线，可以通过BET理论（p/p0=0 至 0.3）得出比表面积； 通过吸附势理论（p/p0=0 - 0.2）得到微孔信息（～2nm)）；通过毛细冷凝理论（p/p0=0.2 - 0.95）得到中孔信息（2-50nm），在p/p0=0.95处的吸附来计算大孔信息(50nm~)。

随着孔隙的增加或者粒径的减小，粉末的比表面积（单位质量的表面积）会增加。通过BET理论可以从吸附等温曲线中获得比表面积(Brunauer-Emmett-Teller 理论: 多分子层吸附理论) ，该理论遵循以下3个假设： 对于II 和 IV型等温线，在BET公式（公式1）中， p/p0在0.05-0.3 之间(形成单分子层的相对压力范围)的曲线为一条直线。 由BET曲线中的斜率和截距分别可以得到C常数和单层吸附量(Vm)。单层吸附量 (cm3 (STP) g-1)表示转化成标准状态下的覆盖所有固体表面的气体分子体积。 BET比表面积是通过单层吸附层上的吸附质分子的截面积乘以吸附量转化的覆盖分子数，计算得到的(公式 2)。 吸附截面取决于吸附剂和吸附质之间的相互作用和吸附温度。σ=0.162 nm2一般用于N2分子截面积。

图1显示了活性炭(AX21) 在77.4K下的N2吸附脱附曲线。像II 和 IV型吸附曲线一样，在P/P0=0.05-0.3 (在此相对压力范围内形成単分子层) 范围内选点，相关系数也接近1，但是C常数为负值，这样BET方程是不成立的。 在这种情况下，Rouquerol等人提出了一个方法，作为确定BET方程适用的相对压力范围的一种方法。这是一个以BET-plot的y轴分母为纵轴，以相对压力为横轴的图形，在顶部得到一个凸轨迹，如图2所示。这个顶点即为相对压力的最大值，等于BET范围限值，可以在所谓的“微孔”中形成多层。将该方法确定的相对压力作为BET曲线的终点，选择一个相对压力低且线性良好的点，且c常数不变为负值，从而确定BET比表面积。通过此方法得到SBET=2650 m２g-1 (C: 124, 相关系数: 0.9997), 但请注意，它不同于几何比表面积。

活性炭和微孔分子筛通常是I型等温线。当这些材料做BET比表面积分析时，由于这些材料具有较大的微孔曲率和受限的吸附质堆积，BET理论不适用于这些材料的比表面积评价，往往得到的数值会偏低。本文将解释如果使用BET方法来计算此类I型曲线。

下图显示了一条吸附等温曲线：横坐标为恒定温度下的压力（P）或相对压力（P/P0），纵坐标为吸附量（STP:标准状态： 273.15K, 100kPa）。当分析比表面积和孔径分布时，横坐标代表在每个测试点的压力（=平衡压力），由绝对压力除以饱和蒸气压表示。因此，横坐标范围从0到1。当P/P0为0时，状态为前处理前后状态，当为1时，状态为所有孔均充满了吸附分子（饱和状态），包括间隙孔。

总所周知，药物的众多性能中溶出度是一项备受关注的性能，溶出度直接影响到药物 在体内的崩解、溶解和吸收。影响溶出度的因素有很多，比如配方以及辅料的选择，药物 生产的工艺，其中大家比较关注的两个参数为粒度和比表面积的影响。

下图显示了一条吸附等温曲线：横坐标为恒定温度下的压力（P）或相对压力（P/P0），纵坐标为吸附量（STP:标准状态： 273.15K, 100kPa）。当分析比表面积和孔径分布时，横坐标代表在每个测试点的压力（=平衡压力），由绝对压力除以饱和蒸气压表示。因此，横坐标范围从0到1。当P/P0为0时，状态为前处理前后状态，当为1时，状态为所有孔均充满了吸附分子（饱和状态），包括间隙孔。