吸附劑的孔結(jié)構(gòu)

吸附劑材料非常重要，甚至起決定性作用的就是孔結(jié)構(gòu)?？椎目倲?shù)以及孔的形狀和尺寸決定了吸附能力甚至是吸附速率。在吸附進(jìn)程中孔的重要性極大地取決于孔的尺寸。大多數(shù)固體吸附劑具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不同尺寸和形狀的孔。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）的規(guī)定，孔隙通常分為微孔、中孔和大孔三類，其中微孔孔徑小于2nm，中孔的孔徑在2～50nm之間，大孔的孔徑大于50nm。更細(xì)致的分類還涉及超微孔，定義為孔徑小于0.7nm。

發(fā)生在表面大孔的吸附與發(fā)生在平整表面的吸附機(jī)理有所不同。大孔吸附劑的特殊表面積非常小，因此，表面的吸附通?？梢院雎?。毛細(xì)凝聚現(xiàn)象不會發(fā)生在大孔中。大孔不是通過容積而是通過表面吸附分子。例如，苯酚在大孔上的吸附比在中孔和微孔上要弱得多。

對中孔而言，吸附劑的表面積具有重要的物理意義。單分子層和多分子層吸附在中孔表面交替進(jìn)行，其機(jī)理主要是毛細(xì)凝聚。表面積、孔容積以及孔徑分布是表征中孔的基本參數(shù)。中孔和大孔在吸附質(zhì)傳輸?shù)轿⒖椎倪M(jìn)程中起著重要作用。

微孔的尺寸通常與那些吸附質(zhì)分子尺寸相近。所有吸附劑的原子或分子都會與吸附質(zhì)相互作用。這是微孔吸附與中孔和大孔吸附之間的本質(zhì)區(qū)別。所以，微孔吸附本質(zhì)上就是一個孔隙填充的過程，因此孔容積是微孔吸附的主要控制參數(shù)。考慮到大多數(shù)的總表面積存在于微孔，大孔對總表面積的貢獻(xiàn)很小，因此微孔是決定吸附性能的主要因素。同時微孔的吸收能較高，也更有利于對低分子量有機(jī)物的吸附。