吸附质气体对实验有什么影响？

77K下的N₂是微孔和介孔分析常用的吸附质，但N₂吸附对微孔，特别是超微孔的定量存在问题，不能令人满意。因此，IUPAC和ISO15901均建议用 Ar 和 CO₂ 作为替代N₂的分子探针。

尽管 N₂，Ar 和CO₂ 动力学直径类似（分别为0.36，0.34和0.33），但是这三种吸附物质的吸附行为是totally不同的。由于没有四矩作用，Ar不会与大多数表面功能团和暴露的离子发生特异性相互作用，因此在沸点温度（87.3K）的Ar吸附对于许多微孔系统（特别是分子筛、socMOF等材料）可以给出更准确的孔径信息。以FAU分子筛为例，Ar可在较高的相对压力下(10 ^-5<P/P₀<10^-3 )填充孔宽为0.5-1nm的微孔，因此扩散和平衡的速度快，在相对短的时间内可获得高分辨率吸附等温线；而氮气的微孔填充发生在10^-7<P/P₀<10^-5 范围，需要更高的仪器真空度，更长的平衡时间，所以分析时间至少多出几个小时。对于MOF材料，例如高离子化架构的socMOF中，也能观察到Ar（87K）在相对高的压力区间对微孔进行填充。

但是对于碳材料，尤其是未经表面修饰的碳材料，由于表面原子与N₂的四矩作用较小，可以观察到在Ar（87K）和N₂（77K）吸附行为非常类似。由于受到CO₂气体饱和蒸汽压、液化温度及三相点等物理性质的影响，在273K进行的CO₂吸附，在介孔中不会发生CO₂ 的毛细管凝聚过程，所以无法对介孔孔径分布进行计算。但是因分子的动力学直径较小，CO₂ 对于小于1nm的微孔，是一种非常有用的微孔分析探针。