吸附質對實驗的影響

77K下的N₂是微孔和介孔分析zui常用的吸附質，但同時N₂吸附對微孔，特別是在超微孔范圍（孔徑< 7?），的定量評估一般不能令人滿意。因此，已經建議替代的分子探針為Ar和CO₂。盡管N₂，Ar和CO₂動力學直徑類似（分別為0.36，0.34和0.33【1】），但是這三種吸附物質的吸附行為是完全不同的。由于沒有四極矩作用，Ar不會與大多數表面功能團和暴露的離子發生特異性相互作用，因此在沸點溫度（87.3K）的Ar吸附對于許多微孔系統（特別是分子篩、socMOF等材料）可以給出更準確的孔徑信息。以FAU分子篩為例，Ar可在較高的相對壓力下（10^-5<P/P₀<10^-3）填充0.5-1nm尺度的微孔（氮氣填充需要在10^-7<P/P₀<10^-5范圍），這導致擴散和平衡加速，在合理的時間內獲得高分辨率吸附等溫線（圖2a）。圖2a實例歐州標準物質委員會頒布的標準物BCR704/FD107（同一樣品，分析方法不同所用系統名不同）中，在美國康塔儀器公司zui新的Autosorb－iQ比表面及孔隙度分析儀上得到的Ar（87K）的實驗時間為30小時而N2（77K）所需的試驗時間為56小時。在MOF材料，例如高離子化架構的socMOF中，也能觀察到Ar（87K）在相對高的壓力區間對微孔進行填充。但是對于碳材料，尤其是未經表面修飾的碳材料，由于表面原子與N₂的四極矩作用較小，可以觀察到在Ar（87K）和N₂（77K）吸附行為非常類似（圖2b）。

        對于273K的CO₂，由于受到CO₂氣體飽和蒸汽壓、液化溫度及三相點等物理性質的影響，CO₂無法在介孔中發生毛細管凝聚過程，即無法對介孔孔徑分布進行計算。但是對于小于1.5nm的微孔來說，得益于CO₂分子較小的動力學直徑，CO₂是一種非常有用的分析探針。