实验四 四氯化碳测定催化剂的比孔容积

1、实验四 四氯化碳测定测定催化剂的比孔容积一实验目的1用四氯化碳吸附法测催化剂的比孔容积；2掌握测比孔容积的实验技术，了解其测定原理。二基本原理多相催化反应使用的固体催化剂或载体多数是多孔性物质，其孔容积与比表面积等往往直接或间接地影响催化剂活性的高低。将1g催化剂颗粒内部所有孔所占的体积称比孔容积，或称比孔容，以Vg表示。本实验是在一定的四氯化碳蒸气压下，使四氯化碳在催化剂的孔中凝聚，并把孔充满，凝聚的四氯化碳的体积就是催化剂内孔的体积。产生凝聚现象时所要求的孔的半径r和相对压力p/p0的关系，可以从开尔文（Kelivn）方程计算出。即： （1）式中：用做吸附液体的表面张力，N/cm； V在温

2、度T时吸附质的摩尔体积，ml/mol； R气体常数； T温度，k； 吸附剂与吸附质的接触角； P在温度T时吸附质吸附平衡时的蒸汽压，pa； p0在温度T时吸附质正常饱和蒸气压，pa。由开尔文公式可知，在一定温度下，吸附质在不同半径的孔中凝聚时，相对压力p/p0越大，可凝聚的孔也越大。实验表明，当p/p0大于0.95时，CCl4在颗粒之间的空隙中也将发生凝聚；当p/p0大于0.97时，样品对四氯化碳的吸附量明显增加，以至形成块状而不能流动，此时实验得到的Vg将偏高。所以本实验采用p/p0=0.95，为了保证p/p0=0.95可在溶液中加入13.1%（体积）的十六烷（十六烷的蒸汽压低，25时为0.

3、02mmHg），此时溶液的折光指数D=1.4571.458，可以测定颗粒在40nm以下的催化剂或载体的比孔容。比孔容Vg可按下式计算： （ml/g） （2）式中：W1催化剂样品重量，g； W2催化剂的孔中充满CCl4以后的总重量，g； d实验温度下的比重，g/ml（20时为1.593）。 注：式中W2应扣除空瓶本身吸附四氯化碳的量。三实验装置与试剂1实验装置流程如图1所示2实验试剂：四氯化碳为分析纯，正十六烷为化学纯。四实验步骤1将仪器按流程图装好，检查系统的气密性。2配置CCl4C16H36混合液：取86.9ml CCl4，加13.1ml nC16H36充分混合均匀，配成100ml溶液后放入

4、储罐中，测其遮光指数nD20=1.4571.458为合格，否则需进行调整，保证溶液中CCl4的分压为0.95。然后在加5ml CCl4，补加量应等于抽真空时被真空泵抽出并在冷阱中冷凝的CCl4量，以保证p/p0=0.95，并加23粒沸石。3样品处理：取2040目细孔硅胶，于450下焙烧2h，取出放在干燥器中冷却待用。4样品称重：先将三个干燥的空称量瓶称重（准确到0.0002g），留一个空瓶，分别精确地称取34g上述处理好的硅胶，装入其余2个称量瓶。称好后放到真空干燥器的托盘上，并放入空称量瓶做空白试验，以校正吸附CCl4的质量。打开称量瓶的盖子。盖好干燥器的盖子。5将真空干燥器磨口处涂上真空酯

5、或凡士林，盖好干燥器盖子，打开阀10，11,使其处于三通位置，接通真空泵电源，慢慢关闭阀10让其抽真空，等到瓶6中的CCl4沸腾后，转动三通活塞11，关闭冷阱与干燥器之间通路，继续抽真空2个小时后，再转动活塞11，截断抽真空，并使瓶6与干燥器7想通，此时沸腾的蒸汽进入干燥器中。打开三通活塞10通入空气，然后停止抽真空。在室温下放置16小时，即可以达到吸附平衡。6吸附平衡后，记下室温，打开活塞11，让空气进入真空干燥器，打开盖子，迅速盖上称量瓶的盖子，随即进行称量（准确到0.0002g）。五数据处理将数据列成表格，按（2）式计算比孔容值。六思考题1本实验中四氯化碳为吸附质，但还加入一定比例的十六烷，为什么