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吸着ゼミナール:細孔分布

ガス吸着と細孔径の関係

粉体や機能性材料の細孔分布の代表的な測定方法としてはガス吸着法と水銀ポロシメータがあります。


なぜ吸着等温線から細孔分布が求まるのでしょうか?それは細孔内ではガス分子にはその周りの細孔壁からの引力(吸着力)が働き、平面より低い圧力で細孔内凝縮が始まります。この凝縮圧力は細孔径関係します。


吸着等温線と細孔径の関係

これはストローを液体に漬けたときにその中の液体が上昇する現象(毛管凝縮)とよく似ています。細いストローをコップに差せばそれだけ液面が上がっていきます。これはストロー内部の圧力が大気圧より低くなりその圧力差分の液面が上昇し平衡となります。

下図に吸着等温線と細孔径の範囲を示します。相対圧0.2以下はマイクロ孔に相当し、相対圧0.95以上はマクロ孔に相当します。無孔性材料であってもナノ粒子の場合は、粒子間に空隙が出来、その細孔分布が相対圧0.95以上で測定されることがあります。

吸着等温線と細孔径

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