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孔径分布（pore size distribution）是指材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。一般测试样品的孔径分布，所使用的方法就是静态容量法和压汞法^[1] 。其原理是通过测试的分压和对应的各级孔的吸附量，来表征材料孔径的分布。表征的方法是，通过各级孔径的体积与对应的分压下的一个曲线图，来表征材料的孔径分布。

中文名:孔径分布

外文名:pore size distribution

定义:孔径按数量或体积计算的百分率

分类:微孔，介孔，大孔

原理

许多超细粉体材料的表面是不光滑的，甚至专门设计成多孔的，而且孔的尺寸大小、形状、数量与它的某些性质有密切的关系，例如催化剂与吸附剂。因此，测定粉体材料表面的孔容、孔径分布具有重要的意义，所谓孔容、孔径分布是指不同孔径的孔容积随孔径尺寸的变化率。国际上，一般把这些孔按尺寸大小分为三类：孔径≤2nm为微孔，孔径在2-50nm范围为介孔，孔径≥50nm为大孔，其中中孔具有最普遍的意义。

测定方法

用氮吸附法测定中微孔孔径分布是比较成熟而广泛采用的方法，它是用氮吸附法测定BET比表面积的一种延伸，都是利用氮气的等温吸附特性曲线：在液氮温度下，氮气在固体表面的吸附量取决于氮气的相对压力（P/P0），P为氮气分压，P0为液氮温度下氮气的饱和蒸汽压；当P/P0在0.05-0.35范围内时，样品吸附特性符合BET方程；当P/P0≥0.4时，由于产生毛细凝聚现象，即氮气开始在颗粒孔隙中发生凝聚，通过实验和理论分析，可以测定孔容、孔径分布。

孔径分布原图链接图片来源优酷网

利用氮吸附法测定孔径分布，采用的是体积等效代换的原理，即以孔中充满的液氮量等效为孔的体积。由毛细凝聚现象可知，在不同的P/P0下，能够发生毛细凝聚现象的孔径范围是不一样的。当P/P0值增大时，能发生凝聚现象的孔半径也随之越大，对应于一定的P/P0值，存在一临界孔半径rk，半径小于rk的所有孔皆发生毛细凝聚，液氮在其中填充，大于rk的孔皆不会发生毛细凝聚，液氮不会在其中填充。临界半径可由凯尔文方程给出了：

rk称为凯尔文半径，它完全取决于相对压力P/P0，即在某一P/P0下，开始产生凝聚现象的孔半径为一确定值，同时可以理解为当压力低于这一值时，半径大于rk的孔中的凝聚液将气化并脱附出来。实际过程中，凝聚发生前在孔内表面已吸附上一定厚度的氮吸附层，该层厚也随P/P0值而变化，因此在计算孔径分布时需进行适当的修正。

分析孔径的分布，一般是分开来分析，也就是，各个阶段的孔的分析模型不一样，微孔一般是HK,SF,T-plot.介孔的一般是BJH。大孔的一般是通过压汞法来测试。如果要想分析全孔的孔径分布。可以利用NLDFT模型来分析。

参考文献

↑ 田华, 张水昌, 柳少波,等. 压汞法和气体吸附法研究富有机质页岩孔隙特征(J). 石油学报, 2012, 33(3):419-427.

[1] 田华, 张水昌, 柳少波,等. 压汞法和气体吸附法研究富有机质页岩孔隙特征(J). 石油学报, 2012, 33(3):419-427.

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测定方法

相关国家测试标准

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