BET分析,BJH孔徑測試的知識(shí)
發(fā)布日期:2012-12-21 來源:貝士德儀器 點(diǎn)擊量:4012
BET測試法是BET比表面積測試法的簡稱,,該方法由于是依據(jù)著名的BET理論為基礎(chǔ)而得名,。BET是三位科學(xué)家(Brunauer,、Emmett和Teller)的首字母縮寫,三位科學(xué)家從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)理論推導(dǎo)出的多分子層吸附公式基礎(chǔ)上,,即著名的BET方程,,成為了顆粒表面吸附科學(xué)的理論基礎(chǔ),并被廣泛應(yīng)用于顆粒表面吸附性能研究及相關(guān)檢測儀器的數(shù)據(jù)處理中,。
BET測試?yán)碚撌歉鶕?jù)希朗諾爾,、埃米特和泰勒三人提出的多分子層吸附模型,并推導(dǎo)出單層吸附量Vm與多層吸附量V間的關(guān)系方程,,即著名的BET方程,。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎(chǔ)之上,與物質(zhì)實(shí)際吸附過程更接近,,因此測試結(jié)果更準(zhǔn)確,。通過實(shí)測3-5組被測樣品在不同氮?dú)夥謮合露鄬游搅浚訮/P0為X軸,,P/V(P0-P)為Y軸,,由BET方程做圖進(jìn)行線性擬合,得到直線的斜率和截距,,從而求得Vm值計(jì)算出被測樣品比表面積,。理論和實(shí)踐表明,當(dāng)P/P0取點(diǎn)在0.05~0.35范圍內(nèi)時(shí),,BET方程與實(shí)際吸附過程相吻合,,圖形線性也很好,因此實(shí)際測試過程中選點(diǎn)在此范圍內(nèi),。
BET方程如下:
P/V(Pо-P)=[1/Vm×C ]﹢[﹙C-1/Vm×C﹚×﹙P/Pо﹚]
式中: P: 氮?dú)夥謮?/span>
P0: 液氮溫度下,,氮?dú)獾娘柡驼羝麎?/span>
V: 樣品表面氮?dú)獾膶?shí)際吸附量
Vm: 氮?dú)鈫螌语柡臀搅?/span>
C : 與樣品吸附能力相關(guān)的常數(shù)
BET實(shí)驗(yàn)操作程序與直接對比法相近似,不同的是BET法需標(biāo)定樣品實(shí)際吸附氮?dú)饬康捏w積大小,,理論計(jì)算方法也不同,。BET法測定比表面積適用范圍廣,目前國際上普遍采用,,測試結(jié)果準(zhǔn)確性和可信度高,,特別適合科研單位使用。當(dāng)被測樣品吸附氮?dú)饽芰^強(qiáng)時(shí),,可采用單點(diǎn)BET方法,,測試速度與直接對比法相同,測試結(jié)果與多點(diǎn)BET法相比誤差
BET氮吸附法一般耗時(shí)比較長,,建議使用全自動(dòng)比表面測試儀器,,減少試驗(yàn)強(qiáng)度,同時(shí)精確性也有保障。目前國外同類儀器都是全自動(dòng)的,。
BET測試?yán)碚撌歉鶕?jù)希朗諾爾,、埃米特和泰勒三人提出的多分子層吸附模型,并推導(dǎo)出單層吸附量Vm與多層吸附量V間的關(guān)系方程,,即著名的BET方程,。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎(chǔ)之上,與物質(zhì)實(shí)際吸附過程更接近,,因此測試結(jié)果更準(zhǔn)確,。通過實(shí)測3-5組被測樣品在不同氮?dú)夥謮合露鄬游搅?,以P/P0為X軸,,P/V(P0-P)為Y軸,由BET方程做圖進(jìn)行線性擬合,,得到直線的斜率和截距,,從而求得Vm值計(jì)算出被測樣品比表面積。理論和實(shí)踐表明,,當(dāng)P/P0取點(diǎn)在0.35-0.05范圍內(nèi)時(shí),,BET方程與實(shí)際吸附過程相吻合,圖形線性也很好,,因此實(shí)際測試過程中選點(diǎn)在此范圍內(nèi),。
BET實(shí)驗(yàn)操作程序與直接對比法相近似,不同的是BET法需標(biāo)定樣品實(shí)際吸附氮,。
BJH孔徑分布測試測定
1) 孔徑分析介紹
實(shí)踐表明,,超微粉體顆粒的微觀特性不僅表現(xiàn)為表面形狀的不規(guī)則,很多還存在孔結(jié)構(gòu),??椎拇笮 ⑿螤罴皵?shù)量對比表面積測定結(jié)果有很大的影響,,同時(shí)材料孔體積大小及孔徑分布規(guī)律對材料本身的吸附,、催化及穩(wěn)定性等有很大的影響。因此
測定孔容積大小及孔徑分布規(guī)律成為粉體材料性能測試的又一大領(lǐng)域,,通常與比表面積測定密切相關(guān),。
所謂的孔徑分布是指不同孔徑的孔容積隨孔徑尺寸的變化率。通常根據(jù)孔平均半徑的大小將孔分為三類:孔徑≤2nm為微孔,,孔徑在 2-50nm范圍為中孔,,孔徑≥50nm為大孔。大孔一般采用壓汞法測定,,中孔和微孔采用氣體吸附法測定,。
2) 孔徑測試原理及方法
氣體吸附法孔徑分布測定利用的是毛細(xì)凝聚現(xiàn)象和體積等效代換的原理,即以被測孔中充滿的液氮量等效為孔的體積。吸附理論假設(shè)孔的形狀為圓柱形管狀,,從而建立毛細(xì)凝聚模型,。由毛細(xì)凝聚理論可知,在不同的P/P0下,,能夠發(fā)生毛細(xì)凝聚的孔徑范圍
是不一樣的,,隨著P/P0值增大,能夠發(fā)生凝聚的孔半徑也隨之增大,。對應(yīng)于一定的P/P0值,,存在一臨界孔半徑Rk,半徑小于Rk的所有孔皆發(fā)生毛細(xì)凝聚,,液氮在其中填充,,大于Rk的孔皆不會(huì)發(fā)生毛細(xì)凝聚,液氮不會(huì)在其中填充,。臨界半徑可由凱爾文方程給
出了:
Rk= ?log(/414.0 )P/P0 ……………
Rk稱為凱爾文半徑,,它完全取決于相對壓力P/P0。凱爾文公式也可以理解為對于已發(fā)生凝聚的孔,,當(dāng)壓力低于一定的P/P0時(shí),,半徑大于Rk的孔中凝聚液將氣化并脫附出來。
理論和實(shí)踐表明,,當(dāng)P/P0大于0.4時(shí),,毛細(xì)凝聚現(xiàn)象才會(huì)發(fā)生,通過測定出樣品在不同P/P0下凝聚氮?dú)饬?,可繪制出其等溫吸脫附曲線,,通過不同的理論方法可得出其孔容積和孔徑分布曲線。最常用的計(jì)算方法是利用BJH理論,,通常稱之為BJH孔容積和孔徑分布,。