一、N2脱吸附曲线滞后环不闭合的原因是什么？
常见的原因主要有：
1) 脱气不充分，包括时间不够和温度不够，导致样品中含有杂质;
2) 仪器测试时漏气;
3) 样品可能与N2有反应;
4) 样品在测试过程中发生结构坍塌;
5) 仪器信号与电脑信号中断.（来自小木虫）
好吧，我相信很多人和我一样，看到论坛上大牛们的回复，其实很多时候是困惑的，为什么会是这样呢？到底是什么原理呢？为了让大家更加深入了解这一问题，我尝试着再深入解释下。
首先回顾下吸附量是怎么测得的：简而言之，吸附剂吸附气体会引起压力下降，待达到吸附平衡后测定气体的平衡压力，并根据吸附前后体系压力变化可计算吸附量。
下面一一解释为什么上述原因会造成滞后环不闭合。
1）脱气不充分，使得样品中含有杂质（也包括样品没有干燥好）。如果样品不完全干燥或者脱气不充分，可以认为是样品在吸附氮气前应该吸附了其他气体，相对于正常情况下，其吸附曲线会下移(示意图虚线)，也就是说同样压力下，其吸附量减小。而脱附的时候，杂质气体会和N2一样脱附出来，因此脱附支不会下移，或者下移幅度要小得多，因此导致吸脱附支不闭合。这种情况下一般主要是低相对压力时不闭合（高相对压力时，相对而言，吸附量的差异要小一些）。
2) 仪器测试时漏气，这个比较好理解，漏气会导致系统所测试压力的变化，使得所测脱附支和吸附质实际压力不同和理论压力不一样，造成所测吸附量并不是准确的该压力下的吸附量，因而不闭合。
3) 样品可能与N2发生反应。在脱附过程中，由于样品和N2发生反应，这部分N2脱附不出来，因此所测得的吸附量要更高一些，滞后环不闭合。
4) 样品在测试过程中发生结构坍塌。这个也比较好理解，孔的坍塌使得某些气体未能成功脱附出来，因为不闭合。
5) 这种情况很奇葩也很少见，一般很难两次同时出现同一现象，所以重做一次即可解决。 （可能还有其他原因，欢迎大家补充）
二、根据上面的讨论，为了得到更加准确的吸脱附实验数据，需要注意一下几点：
A．系统的检漏：系统的任何一处，都有可能发生由于老化及其它原因引起的漏气。漏气会影响到等温线的数据并在等温线图上有所反映。自动仪器一般都设置了检漏功能，可以帮助验证存在的漏气源并加以隔离。怀疑有漏气时，一般来说首先要检查样品管的密封情况。
B. 样品的预处理：所有的样品在吸附测定前都必须通过加热抽真空处理将其中吸附的水和其它污染物气体脱附掉。否则样品在分析过程中会继续脱气，抵消或增加样品所吸附气体的真实量，产生错误数据。 从实际角度讲，当样品表面原吸附气体被脱除到单分子层吸附量的0.1% 以下，样品已脱气完全。脱气是否完全可以用下面的方法来测试：抽空系统后关闭样品阀门，使样品与真空系统隔开，观察系统压力上升，如果样品已充分脱气，这种情况下压力增加应小于 1 Pa/min。
脱气时，应根据污染分子的吸附特性选择合适的处理条件，注意不要引起样品性质和结构的改变。多孔材料很容易吸附水，因此脱气时最应该考虑的是水分子。加热脱除分子筛等微孔材料中的水时应该注意水热处理有可能改变分子筛的结晶度，因此应该在低于100℃时，先缓慢抽除大部分的水气，然后再逐步提高脱气温度。很多样品含有化学吸附水，表面羟基或大量的化学结合水，如果脱除这些水，样品的性质就会发生变化。对于这类样品的脱气处理条件，只能凭籍经验了。
C. 样品量：测试前应对样品的表面积有个大概的估计，以确定所需样品量。氮气吸附时所测样品应能提供 40～120 m2的总表面积。小于这个范围，测试结果相对误差较大；大于这个范围，增加不必要的测试时间。当样品有很高的比表面积时，样品量较少，这时称量过程可能带来较大的误差。建议最少的样品量不低于 100 mg。
D. 平衡时间：若平衡时间不够，则所测得的样品吸附量或脱附量小于达到平衡状态的量，而且前一点的不完全平衡还会影响到后面点的测定。例如，测定吸附支时，在较低相对压力没有完成的吸附量将在较高的压力点被吸附，这导致吸附等温线向高压方向位移。由于同样的影响，脱附支则向低压方向位移，形成加宽的回滞环，或者产生不存在的回滞环。
三、在采用BET方法来计算比表面积时，应该注意什么？
BET方法的基本原理，其中特别提到的一点是：BET 公式只适用于处理相对压力(p/p0)约为 0.05~0.35 之间的吸附数据。这是因为BET理论的多层物理吸附模型限制所致。当相对压力小于0.05时，不能形成多层物理吸附，甚至连单分子物理吸附层也远未建立，表面的不均匀性就显得突出；而当相对压力大于0.35 时，毛细凝聚现象的出现又破坏了多层物理吸附。
四、多点BET 方程压力点选取原则是什么？
在报告比表面计算结果时，需要关注BET 理论是否适合你的样品。仪器上预设的压力点测量和计算范围(0.05-0.35)只适合大多数介孔样品，而不适合含有微孔的样品。看BET 结果的同时，要判断取点范围和C 常数是否合理。
1) 不要使用太低的压力点数据：过低的压力点数据还不足以形成单分子层，所以不能用于计算比表面。
2) 不要使用太高的相对压力点：不正确的取点导致线性回归的相关系数差和C 常数为负值。BET取点上限可以很容易地通过单点BET 最大值计算得到，但不是所有样品都是这样。
3) 建议比表面测定时，按如下范围取值计算：
• 介孔材料： P/P0= 0.05-0.3 之间5 点；
• 微孔材料： P/P0= 0.005-0.05 之间8 点。单层吸附达到饱和吸附量时对应的压力点要计入选点范围（微孔材料的比表面积实际上没什么意义）；
• 微孔和介孔材料： P/P0= 0.01-0.2 之间8 点。
五、影响BET 比表面分析结果的因素有哪些？
A. 样品孔结构的复杂程度：孔型越简单，结果越容易重现。
B. 测试仪器的类型：一般来说，静态容量法测得结果比动态色谱法测得的结果更加准确，这是由于前者测得的是吸附数据，后者得到的是脱附数据。若样品中存在不规则的孔，氮气分子进入孔道后，脱附时，由于出口孔颈很小，就有可能因气穴效应或孔道阻塞不能蒸发出来，造成脱附的数据失真。
C. 吸附气体种类：对于含微孔样品，不同的气体大小不同，在孔道中扩散速度不同，气体分子的极性与孔壁作用的程度不同，都会影响最终计算的准确性。
D. 与样品预处理温度，时间以及预处理的脱气真空度有关。
E. 与在吸附曲线上的取点计算范围有关。
六、多孔材料的孔分为哪几种，尺寸范围如何？
根据IUPAC分类，孔分三种，尺寸小于 2 nm的叫微孔(micropore); 尺寸大于50 nm的叫大孔(macropore); 介于 2 nm 和 50 nm 之间的叫做中孔或者介孔 ( mesopore).
在有些文献中会提到纳孔(nanopore)这个概念，这其实不是根据孔分类标准采用的称呼，可以包括以上三种孔，但一般上限为100 nm.
七、什么叫微孔填充(microporefilling)，什么叫毛细凝聚(Capillary condensation)？
微孔填充：由于吸附势的增强，微孔中存在明显的吸附增强，对低相对压力下的吸附质分子就具有相当强的捕捉能力。这种由于微孔内相对孔壁吸附势的重叠，而引起的很低相对压力下的促进吸附机制称为微孔充填。
毛细凝聚：在多孔性吸附剂中，若能在吸附初期形成凹液面，根据 Kelvin 公式，凹液面上的蒸汽压总小于平液面上的饱和蒸汽压，所以在小于饱和蒸汽压时，凹液面上已达饱和而发生蒸汽的凝结，发生这种蒸汽凝结的作用总是从小孔向大孔，随着气体压力的增加，发生气体凝结的毛细孔越来越大；而脱附时，由于发生毛细凝聚后的液面曲率半径总是小于毛细凝聚前，故在相同吸附量时脱附压力总小于吸附压力。
微孔充填与毛细凝聚在孔被填满的现象上相似，但本质上是不同的。微孔充填是取决于吸附分子与表面之间增强的势能作用的微观现象，发生在微孔内，相对压力很低的情况；而毛细凝聚则是取决于吸附液体弯液面特性的宏观现象，毛细凝聚的必要条件是孔内能至少容纳下两层粒子，发生在中孔内，和中间相对压力下。以氮为吸附质，一般半径约在 1.6nm。
八、什么叫回滞环？
回滞环常见于IV型吸附等温线，指吸附量随平衡压力增加时测得的吸附分支和压力减小时所测得的脱附分支，在一定的相对压力范围不重合，分离形成环状。在相同的相对压力时脱附分支的吸附量大于吸附分支的吸附量。
九、BET公式的使用范围？
通常情况下，BET公式只适用于处理相对压力(p/p0)约为0.05~0.35之间的吸附数据。这是因为BET理论的多层物理吸附模型限制所致。当相对压力小于0.05时，不能形成多层物理吸附，甚至连单分子物理吸附层也远未建立，表面的不均匀性就显得突出；而当相对压力大于0.35时，毛细凝聚现象的出现又破坏了多层物理吸附。
十、BET公式中常数C的意义
C是与吸附热E1和EL有关的常数。
BET公式中有(C-1)这一项，因此C的值会决定吸附等温线的形状。
1) C < 1时, E1 << EL，在等温线起始段，等温线凸向相对压力 p/p0 轴,对应IUPAC吸附等温线分类中的III型和V型（指0.05 < p/p0 < 0.35这一部分）。
2) C > 2时,等温线起始段(p/p0不大时)凸向吸附量V轴, 出现一明显的拐点, C值越大(E1 >> EL)，等温线起始段越向 V 轴凸出, 对应IUPAC吸附等温线分类中的II和 IV型（指0.05 < p/p0 < 0.35这一部分）。
3) 当C=2 时，等温线起始段近似为直线，拐点消失。
注：在BET公式适用的范围内(0.05 < p/p0 < 0.35 )，C值在3~1000之间。因此, II, IV型吸附等温线是理想的测试平台。
一般地, 以氮气为吸附质, 在金属、聚合物和有机物上, C值在2~50 之间; 氧化物和二氧化硅上, C值约50~200; 在活性炭和分子筛等强吸附剂上, C 值大于200。
十一、气体吸脱附实验一般用来可以得到哪些实验数据？
样品的比表面积，孔容积(pore volume)和孔径分布(pore size distribution)。
十二、为什么常用N2来做吸脱附实验？
气体吸脱附实验对吸附质分子的要求：吸附质分子应该尽量小、接近球形而且对表面惰性。满足要求的分子有：氮、氪和氩等。
N2的优势：价格便宜，高纯度的N2易于获取，且N2在大多数表面上都可以生成意义明确的II、 IV 型吸附等温线，并且分子截面积得到公认，所以最为常用。
十三、什么情况下不能够用N2作为吸附质？
1）N2可以和样品表面发生强相互作用或者化学吸附;
2) N2与样品吸附太弱(C < 1)，无法形成II、IV型吸附等温线;
3) 样品比表面积很小，吸附引起的压力变化过小(p/p0 < 0.05)，采用N2作为吸附质时系统误差大，此时应该采取饱和蒸汽压更低的氪和氩作为吸附质。
十四、孔容积(pore volume)和孔径分布(pore size distribution)
孔结构的测定一般有气体吸附法和压汞法等，气体的物理吸附应用于直径小于50 nm的孔，而压汞法可应用于直径大于约3.5 nm的孔系统。对于分子不能进入的封闭孔（ closedpore）可用小角 X 射线散射或小角中子散射等方法测定。 温馨提示：不要用气体吸脱附实验测试孔径大于50 nm的样品。
十五、气体吸附法测试样品的孔容积和孔径部分——中孔BJH计算法
1.基本原理
2. 计算范围：IV 型等温线上有回滞环，表明中孔的存在。孔径分布可以根据等温线的吸附支或者脱附支数据计算。数据的下限取回滞环的闭合点(p/p0=0.42~0.50)，对应的孔半径在 1.7 - 2 nm。数据的上限是 IV 型等温线在高相对压力一侧回滞环闭合后的平台；但若此平台不易分辨，通常p/p0上限可取0.95, 相应的孔径为20 nm。相对压力上限不易取得太高，因为当p/p0接近1时，相对压力变化1%，孔径变化近100%, 压力测量微小的误差就会导致孔径计算的巨大误差。
3.计算方法：通过Kelvin公式求出p/p0 所对应发生毛细凝聚的毛细管半径rk。在此p/p0条件下，所有比rk值小的孔全部被毛细凝聚的吸附质充满，因此，吸附等温线上与此相对压力p/p0对应的吸附体积Vr，即为半径小于等于此rk全部孔的总容积。作 Vr ~rk关系曲线，即为孔容积对孔半径的积分分布曲线。在积分分布曲线上用作图法求取当孔半径增加Δr时吸附量增加的体积ΔVr，求出ΔVr /Δr（或者采用数值方法求出 dVr /dr），以 ΔVr/Δr对rk作图，即为孔半径的微分分布曲线。微分分布曲线最高峰对应的半径成为最可几半径。
4.BJH计算公式在Kelvin公式上的进步：Kelvin公式所算得的rk不是真实的孔径rp, 因为吸附过程当毛细凝聚现象在孔半径为rp的孔中发生时, 孔壁上已近覆盖了厚度为t的吸附层，毛细凝聚实际是在吸附膜所围成的“孔心”发生，rp= rk+t。BJH法将这一点考虑在内，算出来的孔容积和孔径分布更加准确(具体过程太复杂，不详述)。
十六、一般情况下，孔径计算应该采用脱附支数据。
1. 对于理想的两端开口的圆筒形孔，吸附支和脱附支重合；
2. 对于两端开口的圆柱形孔，吸附支对应的弯液面曲率是圆柱面，而脱附支对应的才是在孔口处形成的球形弯液面；
3. 平板孔和由片状粒子形成的狭缝形孔，吸附时不发生毛细凝聚，而脱附支数据才反映真实的孔隙；
4. 对于口小腹大的“墨水瓶”孔等带有咽喉孔口的孔（喉部尺寸小于空腔尺寸），吸附是一个孔空腔内逐渐填满的过程，根据吸附支数据可得到空腔内的孔径分布，但是脱附支能反映喉部的孔径（这里为FDU-12等三维介孔材料的窗口与孔径的计算提供了理论依据）。而多孔催化剂的内扩散速率恰恰是被孔道最窄的喉部尺寸限制，而不是扩展的空腔尺寸。因此脱附支是孔大小更好的度量。特别是当交织的孔结构具有几条平行的喉管时，脱附支反映的是其中最粗的喉管尺寸，而这恰好又能正确地反映孔结构对催化剂内扩散的限制作用。
5. 吸附时，在毛细凝聚前可能需要一定程度的过饱和， Kelvin 公式所假定的热力学平衡可能达不到。还有脱附时毛细孔内的凝聚液与液体本体性质接近，而吸附时，物理力（特别是第一层）与液体本体分子间力不一样，这时 Kelvin 公式使用液体本体表面张力与液体的摩尔体积比较勉强。
十七、什么叫样品管自由体积？
为什么需要测这个东西？ 样品管自由体积是指样品管内未被样品占领的体积，亦称死体积( dead space)。
样品自由体积的用处：用于计算吸附量。吸附气体量由充入样品管自由体积内的气体量与吸附平衡后剩余气体量相减得到。因为大多数样品不吸附氦气，而且氦气具有理想气体特性，所以使用氦气测定样品管自由体积。但对于微孔物质，尤其是活性炭, MOFs和分子筛，氦气应谨慎使用，原因：He会与之发生相互作用，影响测量准确性。
十八、气体吸附实验测微孔材料的难点是什么？需要注意些什么？
A. 由于微孔材料在很低压力下即吸附饱和，因此用吸附法测定微孔材料的孔容积，首先要测准样品在很低相对压力下的吸附等温线，要做到这一点除了要求仪器有较高的系统真空度（ ≤0.5~1 kPa）和高精度压力传感器外，还要选择合适的吸附质分子，以及恰当的样品处理和测定条件。
B. 吸附质分子的选择：最好选取惰性的球形分子 Ar 作为吸附质。 N2的劣势：由于极性的 N2 分子与分子筛孔道内阳离子存在较强的相互作用，导致等温线显示出复杂的变化，影响分析结果的真实性。
C. 样品处理条件：一般来说，微孔性材料与非微孔性材料相比，样品脱气处理条件要苛刻一些，原因是排除微孔内的吸附物要比中孔或大孔内的吸附物困难得多。微孔样品在自由体积测试过程中，会吸附相当量的氦气，在液氮温度下很难再次把样品抽到与样品脱气后一样干净（这种现象被称为氦气截留）。这部分氦气会在吸附氮气过程中释放，使得它在超低压力时比没有暴露到氦气中的样品具有更高的平衡压力。把自由体积测量和微孔吸附测定分为了两个独立过程可避免氦气截留，即样品在自由体积测试后，重新加热脱氦气，然后再进行吸附测试，将已测得的自由体积值作为已知参数输入自动吸附仪。 同样的原因，微孔样品预处理后气体回充也会造成超低压力时平衡压力值偏高，因此应对微孔样品再进行额外的脱气，以保证脱除回充气，或者选择不回填气体方式分析。
十九、微孔容积的求算方法,一般采用经验公式，这里只介绍两种：
1）D-R方程（M. M. Dubinin and L. V. Radushkevich）
D-R方程的适用范围和局限性： D-R 方法在低的相对压力（p/p0<0.01）下表现出很好的线性，然而其只适用于均匀纯微孔体系（ I 型等温线）。有的时候D-R方程作图直线的两端会发生线性偏离。高相对压力下的偏离是 D-R 方程的适用范围所限，低相对压下的偏离是由于活性扩散（activated diffusion）作用。
备注： D-R 方程作图也可能形成两条直线，这时可认为微孔样品存在两种尺寸的微孔。
提示：同时存在微孔介孔时，不能使用D-R方程。
2）M-P方法（备注：此处有省略t-方法的介绍，t-方法可用于中孔材料，基本原理与M-P一致，分析对象不同而已，有兴趣的朋友请查阅《现代催化研究方法》）
基本假定：当表面吸附多于单层后，在相同的相对压力 p/p0 下，如不发生毛细凝聚, 氮的吸附层厚度 t 值在不同的吸附剂上是相同的。
计算原理：
式中， Vm 为单层饱和吸附量(ml, STP), tm 为氮的单分子层平均厚度(0.354 nm)。
若以吸附量 V 对吸附层厚度 t 作图，会得到一条过原点的直线，其斜率为Vm/tm. 若吸附量以表面凝聚的液氮体积为单位（nm3），则此斜率即为样品的表面积。
实际曲线：
MP 法方法计算微孔吸附质表面积和微孔体积
曲线解析：对于微孔吸附剂，在吸附开始阶段即 t 或者相对压力 p/p0 很小时，也可以认为是一个吸附质对总表面的逐渐覆盖过程， V-t 曲线一开始也是一段过原点的直线；随着相对压力p/p0 的增加，吸附层增厚，微孔填充现象发生，由于部分微孔被充满，吸附剂因而丧失了一部分表面积，即留存的表面积下降，表现为吸附量的下降（被充满的微孔内不能继续发展多层吸附），因而 V-t 曲线逐渐向下弯曲；当全部微孔被充满，吸附质在外表面继续吸附，吸附量随吸附层再加再次成正比地再加， V-t曲线变为一段较缓的直线。
备注：通过V-t曲线求微分也可以知道孔径分布情况（略去具体过程）。
二十、压汞法
A. 基本原理：基于汞对一般固体不润湿，界面张力抵抗其进入孔中，欲使汞进入孔则必须施加外部压力。 临界情况：界面张力=外部压力，根据这个原理可以推导出Washburn方程。
B. 计算原理——Washburn方程(推导过程略)：r=735/p
式中，
r为孔径，单位为nm;
p为压力,单位为MPa
(提示：使用公式时请注意好单位)
C. Washburn方程解释：汞压入的孔半径与所受外压力成反比，外压越大，汞能进入的孔半径越小。汞填充孔的顺序是先外部，后内部；先大孔；后中孔；再小孔。测量不同外压下进入孔中汞的量即可知相应孔大小的孔体积。
D. 压汞法的使用范围：压汞法可测的孔径上、下限分别受最低填充压力（如常压），和最高填充压力限制。目前压汞仪使用压力最大约 200~400 MPa，因此可测孔半径范围为 3.75~750 nm。 备注：对于大孔材料，压汞法是一个比较好的选择。
E．压汞法的局限性：压汞法的理论模型（刚性圆柱孔）较为简单，而实际情况相对复杂：真实的孔道内孔形结构并不是均匀的;孔壁表面粗糙度或表面不均匀; 汞和固体表面的真实接触角取决于许多因素; 压汞法测试中所得到的体积变化，有压入材料内的，也有汞在高压下被压缩部分。因此会有误差，需要矫正。
