必看:环境吸附材料性能如何表征?有哪些检测手段?环境吸附材料的物化性质与其吸附机能和机理有紧密亲密关系,因此需要对吸附材料进行机能表征。吸附材料的物化性质包括颗粒大小、表面内部形貌特征、表面电性、材料的比表面积和孔分布、表面官能团种类及密度、材料组成及晶型等。 1、吸附材料的形貌 吸附材料的形貌特征可以通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)来直接观测。SEM能够显示材料的二维表面形貌;AFM能够观测到材料的三维立体表面结构;而TEM可以观测材料内部或表面的结构。 2、表面官能团种类和密度 吸附材料表面的官能团种类可以通过傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段来判定。材料表面如含有多种官能团,每种官能团的定量分析较难,但可以通过酸碱滴定法测定酸性和碱性基团的总密度;假如吸附材料含有单一基团,可以通过滴定法测得密度,假如是离子基团,可以通过离子交换法测定基团密度。 3、表面电荷及密度 吸附材料的电性是判定静电作用力是否介入吸附过程的直接依据。根据特定官能团的pK8可以从理论上计算出材料表面电性,但材料含有多种基团时难以判定。常用酸碱滴定或夸电位分析来判定表面电性和电荷密度,电荷为零的溶液pH称为等电点或零电点,是最为关注的数值 4、比表面积及孔分布 比表面积是多孔吸附材料的重要参数,多采用较为成熟的BET吸附法测得,单位通常用m2/g表示。多孔吸附材料的孔大小和体积分布也非常重要,其决定吸附质是否能够进入吸附材料内部以及影响吸附速率。 5、晶形 吸附材料是否含有晶体结构常常会影响吸附机能,常用X射线衍射仪(XRD)分析材料是否含有晶体和无定型结构。通过比较晶体尺度图谱,可以判断材料含有晶体的种类。在无机吸附材料的合成和吸附材料的改性处理中常常使用。 |