比表面積分析方法—氣體吸附法
比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積,分外表面積、內(nèi)表面積兩類。國標(biāo)單位㎡/g。比表面積是評價催化劑、吸附劑及其他多孔物質(zhì)如石棉、礦棉、硅藻土及粘土類礦物工業(yè)利用的重要指標(biāo)之一;也是微反應(yīng)器具有的重要特征之一,微反應(yīng)器比表面積的大小對它的熱學(xué)性質(zhì)有著明顯的影響。比表面積測定方法有容積吸附法、重量吸附法、流動吸附法、透氣法、氣體附著法等。下面我們就氣體吸附法做簡單介紹。
比表面積分析方法—氣體吸附法,因其測試原理的科學(xué)性,測試過程的可靠性,測試結(jié)果的一致性,在國內(nèi)外各行業(yè)中被廣泛采用,成為公認(rèn)的成熟測試方法。
相關(guān)的國家和國際標(biāo)準(zhǔn)如下:
ISO-9277 / GB/T19587-2004 氣體吸附BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積
氣體吸附法是依據(jù)氣體在固體表面的吸附特性,在一定壓力下,被測樣品(吸附劑)表面在超低溫下對氣體分子(吸附質(zhì))的可逆物理吸附作用,并對應(yīng)一定壓力存在確定的平衡吸附量。通過測定平衡吸附量,利用理論模型等效求出被測樣品的比表面積。由于實際樣品外表面的不規(guī)則性,該方法測定的是吸附質(zhì)分子所能到達(dá)的顆粒外表面和內(nèi)部通孔總表面積之和,如圖所示意位置。
氮氣因其易獲得性和良好的可逆吸附特性,成為最常用的吸附質(zhì)。通過這種方法測定的比表面積我們稱之為“等效”比表面積,所謂“等效”的概念是指:樣品的比表面積是通過其表面密排包覆(吸附)的氮氣分子數(shù)量和分子最大橫截面積來表征。實際測定出氮氣分子在樣品表面平衡飽和吸附量(V), 通過不同理論模型計算出單層飽和吸附量(Vm),進(jìn)而得出分子個數(shù),采用表面密排六方模型計算出氮氣分子等效最大橫截面積(Am),即可求出被測樣品的比表面積。計算公式如下:
sg: 被測樣品比表面積 (m2/g)
Vm: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氮氣分子單層飽和吸附量(ml)
Am: 氮分子等效最大橫截面積(密排六方理論值A(chǔ)m = 0.162 nm2)
W: 被測樣品質(zhì)量(g)
N: 阿佛加德羅常數(shù) (6.02x1023)
代入上述數(shù)據(jù),得到氮吸附法計算比表面積的基本公式:
由上式可看出,準(zhǔn)確測定樣品表面單層飽和吸附量Vm是比表面積測定的關(guān)鍵。
標(biāo)簽:  微反應(yīng)器 比表面積 氣體吸附法