SHT0572-1993-催化剂孔径分布计算法(氮脱附等温线计算法).pdf

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1、中华人民共和国石油化工行业标准SH/T0572-93催化剂孔径分布计算法(2004年确认)(氮脱附等温线计算法)主题内容与适用范围本标准规定了从氮脱附等温线计算试样孔径分布的方法。本标准适用于含有孔半径为1.5一50nm的催化剂及其载体。引用标准GB/T5816催化剂和吸附剂表面积测定法3术语、符号3.1术语3.1.1孔:在催化剂材料里可以让流体进人、吸附或通过的小裂隙、空隙或空洞。3.1.2孔径分布:催化剂材料的孔体积被表示为孔径的函数。3.2符号P,(i):脱附期间平衡后的压力，Pa.PO(i):液氮饱和蒸气压，Pa.

2、Vae:脱附平衡后，试样吸附氮气的量，cm3STPi9。注:cm'STP/g表示标准状态下的cm3/gork:从Kelvin公式算出的孔的“内核”半径，nmoT:氮的沸点，KaVL:在温度T时的液氮摩尔体积，cm3/molo7:在温度T时液氮的表面张力，mN/mot(i):吸附在孔壁上的氮膜平均厚度，nmorp(i):圆柱形孔半径，r,(i)=rk(i)+t(i),nmoQ:体积校正因子，(rp/rk)Z.△价(i):由于相对压力降低引起的吸附液态氮体积的减少，mm3/goAVf(i):在膜减薄时，从孔壁脱附的液态氮体积，

3、mm3/go0Vk(L):发生毛细管冷凝时，孔的“内核”中液态氮体积，nnn3/go△咋(L):在具有平均孔半径rP的一组孔中含有的液态氮体积，.I/goE4咋:累积孔体积，mm3/go△凡(i):体积为△咋的圆柱形孔壁的面积，.2/go4方法概要孔径分布由氮吸附等温线脱附支的数据计算确定。氮的吸附包括氮在孔壁上的多分子层吸附膜中国石油化工总公司1993-08-19批准1994-05-01实施1320SH/T0572-93和氮在孔的“内核”中的毛细管冷凝液。平衡相对压力在此时发生毛细管冷凝的孔半径的关系由Kelvin公式给

4、出。脱附期间，以前已脱空了毛细管冷凝液的孔中则发生了多分子吸附层的减薄。计算减薄体积时，要用到已暴露出来的膜的表面积和半径。在原理上，这个计算过程既能应用于氮吸附等温线的吸附支也能应用于脱附支。但实际应用时，除了那种脱附支陡然与吸附支闭合的墨水瓶形孔的等温线外，一般采用脱附支数据计算。本标准基本遵循B-J-H(Barret,Joyner和Halenda)计算法，但作了一些简化。注:在用吸附支计算时，建议采用CranstonInkley计算步骤。5意义和用途用氮吸附等温线获得的孔体积分布曲线是表征催化剂孔结构的最好手段之一。

5、在催化剂制备过程中，由于温度、压力和挤压成型等条件的不同而引起孔结构的改变时，本标准是研究这一改变的有力工具。在研究催化剂失活机理时，孔体积分布曲线也常常能够提供有价值的信息。6计算6.，计算过程中需要用实验测定的一系列相对压力〔Pd(i)/P,(i)]和相应的一系列氮气吸附量(单位cm'STP/g)。计算过程中所需的实验数据的测定遵循GB/T5816所规定的方法吸附到饱和，然后一点一点地脱附到Pd/PO=0.25附近为止，至少测定20个点。观察氮吸附等温线上Pd/O=0.95以上的区域，如果试样不含半径大于50nm的孔。

6、则在Pd/PO接近1的一段区域内，等温线几乎保持水平。在这种情况下，要确定孔分布的上限，选择计算开始的相对压力点是较简单的。可是如果试样中有半径大于50nm的孔，这时P扩P。靠近1的地方，等温线迅速上升。使得总孔体积难以确定，孔径分布的上限只能相对确定。在大多数情况下，可以选择开始相对压力为0.98，相应于孔半径的上限为Morn。如果有必要，可以用内插法确定与开始相对压力点相应的氮气吸附量Vdeo本标准采用开口圆柱孔模型，这些孔之间互不连通，因而在吸附或脱附过程中彼此独立作用。6.2计算过程需要经过许多运算步骤，所以最好是

7、借助于一张表格来完成，见表1。由高到低地按顺序将实验测得的相对压力值Pd(')/PO(')列于表中第1列。第1列第1行的相对压力值是被选定的开始相对压力值。而相对压力低于0.25的值则不必列出。把实验测定的氮气吸附量Vda(em3STP/g)乘上转换因子1.5468(由Vc=34.67cm3/mol导出)换算成液态氮体积Vde(mm'/g)列于第9列。表1孔径分布计算表12345678910111213141516rErkt△艺rprPVaeAVT△V,AVt4V=△S,孙SpF11VoPa/ParDI】nmmnr】n】m

8、nnm口mm3/gmm3/grl“1尹/gmm3/gmm3/gmz/g郝/gmm〕/901321SH/T0572-93表1(续)]月峥101112巧16△52rk一3rk一:一』‘一6r.一是AVTAVOVkA13Vp#AS,2AVp叮/Pd/PO一run一run}nl}nm}。}nm}Q}mm3/gm