什么是孔径分布测定？

孔的分类：
    1、按是否与外界连通，孔可以分为开孔和闭孔。其中与外界连通的空腔和孔道称为开孔，不与外界连通的称为闭孔。开孔与闭孔的产生和形态可在材料制备或处理过程中根据需要进行工艺调整来控制。
    2、按照孔隙直径大小分类：大孔、中孔（介孔）、微孔。
    这是根据国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry ）(IUPAC) 根据孔隙直径大小而区分的。
    大孔（φ≥50nm或500nm）；
    中孔（2nm或20nm≤φ≤50nm或500）。中孔又称过渡孔，没有中孔或小孔的划分，统称中孔或介孔；
    微孔（φ≤2nm或20nm）；
    3、按照孔的几何形状分类：墨水瓶孔、楔形孔、柱状孔等。

问：什么是孔？孔的分类？为什么材料的孔形态越复杂，孔隙越发达，其对气体的吸附作用就会越强？

答：要回答这个问题，首先要对孔进行定义及分类。

    什么是孔？
    在我们生产生活和科学研究中能够接触到各种材料，其中除了钢铁、玻璃等少数密实材料外，绝大多数材料在内部都有一些孔道存在，这些孔道在不同的学科上有不同的叫法，所代表的意义也不一样。

    在多孔材料的研究中，孔指的是材料中的开孔和闭孔。其中，与外界连通的空腔和孔道称为开孔，不与外界连通的称为闭孔。与之相关联的概念如：孔径、孔容、孔分布、孔体积等，这些孔占据的的体积可能比材料的物质组成本身还要大，形态各异，直径也各不相同。这些孔的喉道的大小、分布的不同及各种各样的几何形状，使得材料的物理性质各不相同，从而产生了不同的用处，对于其制备及处理的研究非常重要，是现在热门的研究内容。
 
    孔隙越发达、孔形态越复杂，会使得材料内部的比表面积越大。以活性炭举例，通过KOH活化制备的竹活性炭，其比表面积Z大可以达到2752m2/g（《KOH活化制备高比表面积竹活性炭研究》湖州师范学院生命科学学院 余梅芳、胡晓斌、王康城、尹晖），也就是说，1克活性炭所包含的比表面积，几乎可以达到一个标准足球场的面积。

    由于分子间引力（主要是范德华力）的存在，通过材料中的孔的气体分子会被材料内部孔表面的分子所吸引，即发生吸附。当材料的比表面积越大，通过其孔的气体与材料的接触面积也就越大，能够容纳的气体分子就会越多。而且当孔形态比较复杂时，尤其是当气体分子直径略小于材料的孔直径时，气体分子遇到孔表面的材料分子后非常难以跑出来，即不容易被脱附。在这种情况下，孔结构越发达，孔形态越复杂，尤其是微孔比例大时，材料的比表面积越大，因此单位质量的材料吸附的气体的量就会越大，材料对气体的吸附功能就越强。

一、核磁共振测定食品水分分布的原理

低场磁共振（NMR）技术可以用于非破坏性地测定食品中的水分分布。其原理基于食品中的水分分子和固体分子在磁场中的不同行为，即水分子和固体分子对磁场的响应不同。

当食品样品放入核磁共振仪中时，样品中的氢原子会受到外加磁场的影响，并产生共振信号。水分子中的氢原子（即水分子中的两个氢原子）具有不同的磁共振频率，因此可以通过测定氢原子的磁共振信号来确定水分子的存在和数量。

核磁共振蘑菇干燥过程水分迁移图谱

利用核磁共振技术可以在食品样品中制作磁共振图像，该图像可以显示水分分布情况。通过分析这些图像，可同时获取样品在时域和空间上的信息，可获得样品整体的不同状态水分的弛豫时间分布及内部任意层面的图像，方便食品样品的内部结构特性。

核磁共振蘑菇干燥过程水分迁移伪彩图

二、核磁共振测定食品水分分布的方法的优势

1.非破坏性：核磁共振技术可以在不破坏食品样品的情况下获取水分分布信息，因此不会影响样品的质量和口感，也不需要对食品样品进行预处理。

2.精确性高：核磁共振技术可以精确测定食品中水分的分布情况和含量，相对于传统的重量法和干燥法等方法，更加准确。

3.高效性：核磁共振技术可以快速制作磁共振图像，从而快速获取食品样品中水分分布信息，大大提高了分析效率。

4.可重复性好：核磁共振技术具有良好的可重复性，可以保证在不同的实验条件下获得相似的结果。

核磁共振测定食品水分分布的方法广泛应用于食品中的水分含量测定、水分分布及流动性变化情况研究，并与其食用品质、加工贮藏特性间的进行了相关性研究，可实现快速、动态地预测和控制食品的质量品质。随着国产化低场核磁共振设备日趋成熟和快速发展，国内同行使用仪器成本大大降低，低场核磁共振技术将在食品水分分析中起着越来越重要的作用。

推荐仪器：核磁共振成像分析仪NMI20-040V-I