吸附等温线是恒定温度下压力与吸附量之间的关系。横轴是相对压力(P/P0)也就是平衡压力除以饱和压力。而相对压力为0-1之间,若P/P0小于1,则表示吸附剂在样品管内部会发生冷凝。因此等温吸附线是测量吸附剂密度,它变得高于气相密度,原因是吸附剂和固体表面原子之间得相互作用低于其冷凝压力。垂直轴上的吸附量一般表示为V/ml(STP)g-1,用标准气体体积(0℃,1大气压)表示。
图中为IUPAC定义的吸附等温线的分类。吸附等温线的类型取决于材料的孔径和表面特征。
I(a):仅有微孔的材料(如:沸石)
I(b):微孔材料(如:活性炭)
II:无孔材料(如:无孔二氧化硅和磁性粉末)
III:无孔材料吸附质与吸附剂作用力较弱的材料(如:石墨烯/水)
IV(a):介孔材料(如:介孔二氧化硅和氧化铝)
IV(b):介孔材料,孔径小于4nm(如:MCM-41)
V:多孔材料吸附质与吸附剂作用力较弱的材料(如:活性炭/水)
VI:均一表面材料(如:石墨烯/Kr和氯化钠/Kr)
通常,在氮气或者氩气吸附中,等温线I、II和IV最为常见。
参考文献:F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, "Adsorption by Powder & Porous Solid", Academic Press, London, (1999)