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精品干货：物理吸附实验数据作图方法——等温线的数据作图方法

研之成理 · 公众号 · 科研 · 2019-12-03 07:40

正文

本文来源：热分析与吸附作者：丁延伟

概括来说，物理吸附曲线分析主要包括数据作图、模型选择、拟合数据的合理使用等方面的内容。为了叙述方便，在本文中以美国Micromeritics公司的吸附仪得的数据为例，首先介绍与等温线作图相关的内容，其余内容陆续更新。

物理吸附等温线通常用不同相对压力下的标准状态下的吸附量表示。横坐标通常使用线性坐标，无单位。横坐标为吸附量，单位为cm3/g STP （STP 为标准状态）。对于常用于孔径分析和比表面积分析的等温线，在图中通常将吸附和脱附过程的曲线放在一起表示。图1为由仪器附带软件得到的等温线图,图中红色曲线为吸附支，棕色曲线为脱附支。对于由含有大量微孔的样品得到的等温线，有时还要将横坐标用对数坐标作图，这样可以方便地表示低相对压力下的吸附量信息（图2）。

图2 中的吸附等温线在 P/P0<10-5 下的“倒钩”曲线是由于某些材料特别是微孔材料会吸附较多的氦气引起的氦污染引起的。这是由于氦气作为单原子分子，直径只有 2.6 埃，其大小远小于氮气分子的截面积，可以进入氮气不可能进入的极细孔道。对于这种情况，通常采用实验后用He测试自由空间的方法来避免这种现象。具有极窄微孔的纳米多孔固体可以在液氮温度下吸附无法忽略的氦气量（氦截留）。如果在分析之前不除去被截留的氦气，可以显著影响在超低压范围的吸附等温线的形状。

▲图1 横坐标以线性坐标形式表示的等温线

以下以 Origin 软件为例，介绍利用得到的文本格式或者Excel的数据的等温线作图方法。

首先打开要分析的数据文件，选中图中的第M至P列（图3），复制到Origin 软件的数据窗口中并修改每一列对应的标题，删去多余的行（图4）。将 C 列改为X轴，同时选中表格中的A~D列，并右击鼠标按图示选中 Line+Plot 选项（图5），即可得到吸脱附等温线（图6）。

▲图2 横坐标以对数坐标形式表示的等温线

▲图3

▲图4

▲图5

▲图6

如果需要得到图2 所示的对数坐标形式的吸脱附等温线，可以点击横坐标的数值并右击鼠标，在弹出的窗口中选择scale选项（图7），此时会弹出窗口（图8）点击图8 中 Type 选项，在下拉菜单中选择 Log10 选项（图9），点击 OK 选项，则曲线变为如图10 所示的横坐标为对数形式。点击图中的曲线和坐标轴等区域可以对曲线的形状、颜色进行修改。

▲图7

▲图8

▲图9

▲图10

有时，需要横坐标为绝对压力作图，得到如图11所示的等温线图。此时，将Excel文件中的W~Z列（图12）复制至Origin软件中，按照以上的步骤即可得到符合要求的等温线。

▲图11

▲图12

研之成理各版块内容汇总：

1. 仪器表征基础知识汇总

2. SCI论文写作专题汇总

精品干货：物理吸附实验数据作图方法——等温线的数据作图方法

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