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廢麥粕合成奈米孔徑吸附劑之技術開發與應用圖 3-8 BET 等溫吸附曲線分類 32
廢麥粕合成奈米孔徑吸附劑之技術開發與應用 3.5.4 吸附遲滯 (Hysteresis loop) 當吸附溫度低於吸附質臨界溫度時 , 一般會產生多層吸附的現象 , 對多孔性吸附劑而言 , 孔隙的出現除了限制可能的吸附層外 , 同時會產生毛細凝結現象。此系統最常見的特性即為 Hysteresis: 脫附曲線位於吸附曲線的左邊 , 且 P/P 0 ~1.0 時等溫線將漸趨平緩。通常 Hysteresis 產生密閉的迴路 , 但若墨水瓶 (ink-bottle) 孔出現或在吸附階段導致孔結構產生不可逆的改變時 , 可能使脫附分支與吸附分支無法重合。 Hysteresis loop 形成的原因可能為吸附和脫附階段之接觸角不同 , 墨水瓶或有凹角 (re-entrant) 孔隙的出現 , 孔隙結構的改變 , 吸附和脫附階段液面形狀的不同 , 或液面因相變化導致延緩的現象 (Gregg, 1982)。基於計算方便 , 通常假設接觸角 ψ = 0, 在高相對壓力下 , 若吸附量明顯增加則可滿足此假設 , 但當等溫線與飽和壓力座標軸相交於某一特定角度時 , 在高相對壓力之接觸角必大於零。一般而言 , 接觸角並非維持一定值。 Hysteresis loop 可能出現相當多種的形狀 ,de Bore (1958) 基於 Hysteresis loop 與孔形狀之相關性 , 首先提出一套分類系統 , 將 Loop 分為 Type A、B、C、D 和 E 五類 ( 圖 3-9), 其中以 Type A、B 和 E 較常見。其後 IUPAC 又建議了另外一套 Hysteresis loop 的分類法 , 分為 H1、H2、H3 和 H4 等四類 ( 圖 3-10)。前三類即相當於 de Bore 分類的 Type A、E 和 B。雖然造成 Hysteresis loop 之許多因素尚未被原全了解 , 但其形狀已知與孔隙結構有關。Type H1 通常由顆粒大小極均勻的橢球體以相當規則的排列方式聚集而成 , 多孔性吸附劑通常會產生 Type H2 loops, 過去將其歸因為墨水瓶孔所致之解釋過於簡化 , 仍需考慮孔網的影響 , 而當吸附劑之孔隙為類似平板狀顆粒組成含裂縫狀孔洞時則產生 Type H3,Type H4 loops 通常與窄裂縫狀有關。Hysteresis loop 的形狀除了依賴孔隙形狀外 , 亦受孔大小分佈的影響。此外 Hysteresis loop 閉合點的相對壓力通常與吸附劑的性質無關 , 只依賴吸附質決定。以氮氣為例 , 在 77K 吸附時發生在 P/P 0 ~ 0.42, 而苯在 298K 之吸附則發生在 P/P 0 ~ 0.28。 33
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