貝士德儀器參與起草制定的第四部國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 42310-2023 《納米技術(shù) 石墨烯粉體比表面積的測定 氬氣吸附靜態(tài)容量法》,，于2023年10月1日發(fā)布實(shí)施,。
點(diǎn)擊文末“閱讀原文”下載完整版
氬氣吸附靜態(tài)容量法是用氬氣（Ar）作為吸附質(zhì),，在液氬溫度下用物理吸附儀測試粉體樣品BET吸附比表面積,，并采用多點(diǎn)法對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的測量方法,。氮?dú)馕紹ET法是測試固態(tài)物質(zhì)比表面積的常用方法,，用氮?dú)猓∟2）作為吸附質(zhì),，當(dāng)N2在固態(tài)吸附劑表面的吸附行為符合理想的經(jīng)典物理吸附模型時適用。若被測樣品對N2分子存在特定吸附,，則會造成比表面積測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,、可靠性差。石墨烯是一類典型的二維碳納米材料,，具有優(yōu)異的電,、熱和機(jī)械性能,，在鋰離子電池、集成電路,、5G通信,、新型顯示等電熱應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。石墨烯粉體是我國商業(yè)化石墨烯產(chǎn)品的主要類型,，由大量“石墨烯納米片”組成,，在鋰離子電池電極材料、導(dǎo)電液,、導(dǎo)熱膜,、重防腐涂料等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。石墨烯粉體的比表面積是影響其應(yīng)用性能的關(guān)鍵特性參數(shù)之一,，比表面積的準(zhǔn)確可靠測定有利于石墨烯粉體的生產(chǎn)控制,，進(jìn)行應(yīng)用性能調(diào)控。 本標(biāo)準(zhǔn)給出了用氬氣吸附靜態(tài)容量法對產(chǎn)業(yè)化石墨烯粉體的比表面積進(jìn)行準(zhǔn)確測定的標(biāo)準(zhǔn)化測試分析方法,，從很大程度上完善和補(bǔ)充國內(nèi)現(xiàn)有石墨烯粉體測試方法標(biāo)準(zhǔn)的不足,，可用于產(chǎn)業(yè)化石墨烯粉體的規(guī)格評價和質(zhì)量控制，為推動石墨烯產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)支撐,，具有重要的實(shí)用價值,。對于固態(tài)樣品比表面積的測定,，業(yè)內(nèi)通常依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19587-2017/ISO 9277:2010《氣體吸附BET方法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積》,，但產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)以N2作為吸附質(zhì)測定石墨烯粉體的比表面積時，不同檢測實(shí)驗(yàn)室間無法獲得良好一致的檢測結(jié)果,，甚至在同一實(shí)驗(yàn)室對同一樣品進(jìn)行檢測時,，結(jié)果重復(fù)性也較差。國家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z 38062-2019《納米技術(shù) 石墨烯材料比表面積的測試 亞甲基藍(lán)吸附法》是針對石墨烯粉體的比表面積測試而制定的標(biāo)準(zhǔn)測定方法,，但此文件中給出的測試樣品需在液體中分散制樣,，試樣處理過程復(fù)雜，影響因素繁多,，從而造成實(shí)驗(yàn)過程的可控性及檢測結(jié)果的重復(fù)性,、復(fù)現(xiàn)性較差。本標(biāo)準(zhǔn)采用氬氣吸附靜態(tài)容量法來測定石墨烯粉體的比表面積,，該方法具有簡單,、快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn),，能夠有效地評估石墨烯粉體的表面性質(zhì),。本標(biāo)準(zhǔn)涉及的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域廣泛,，因此集合了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的一批權(quán)威代表性的科研院所,、檢測分析平臺、石墨烯粉體生產(chǎn)/應(yīng)用企業(yè),、分析儀器廠家等產(chǎn),、學(xué)、研,、用機(jī)構(gòu)通力合作完成,。牽頭單位為國家納米科學(xué)中心，共同起草單位有中國計(jì)量科學(xué)研究院,、廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院,、貝士德儀器科技（北京）有限公司、北京石墨烯研究院,、青島華高墨烯科技股份有限公司,、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、北京低碳清潔能源研究院,、浙江師范大學(xué),、泰州飛榮達(dá)新材料科技有限公司、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所,。起草工作組歷時3年對標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的可靠性進(jìn)行了充分的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，深入考察了不同類型石墨烯粉體的均勻性、穩(wěn)定性,，樣品預(yù)處理方式,、準(zhǔn)確稱重和轉(zhuǎn)移、脫氣處理溫度和時間,、吸附氣體選擇,、測試程序、石墨烯粉體是否含有微孔及如何處理,、測試數(shù)據(jù)選取和分析處理等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn),，確保標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容具備科學(xué)性、可操作性和廣泛適用性,。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于具有Ⅱ型（分散的、無孔或大孔）和Ⅳ型（介孔,，孔徑2 nm～50 nm之間)吸附等溫線的石墨烯粉體的比表面積測定,。含有少量微孔、吸附等溫線呈現(xiàn)出Ⅱ型和Ⅰ型相結(jié)合或Ⅳ型和Ⅰ型相結(jié)合的石墨烯粉體比表面積測定也適用,。本標(biāo)準(zhǔn)描述的方法,，其他類型的碳基納米材料，如碳納米管,、碳纖維,、多孔炭等比表面積的測定也可參照使用,。本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容涵蓋氬氣吸附靜態(tài)容量法測定石墨烯粉體比表面積的全流程,，針對石墨烯粉體比表面積測定過程中的取樣,、稱重、樣品脫氣處理溫度和時間,、測試程序設(shè)置以及比表面積計(jì)算給出了指引和規(guī)定,，并在附錄中給出了不同氣體吸附質(zhì)、不同類型石墨烯的比表面積測試實(shí)例及吸附熱研究,。 術(shù)語和定義：包括不同類型石墨烯粉體,、比表面積、氣體吸附技術(shù)核心術(shù)語,。
一般原理：扼要介紹了氬氣吸附靜態(tài)容量法測量原理：以氬氣為吸附質(zhì),，在液氬溫度（87.3 K）下通過靜態(tài)容量法測量平衡狀態(tài)下氬氣分子的吸附等溫線，采用BET多點(diǎn)法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,，獲得石墨烯粉體樣品的吸附量與比表面積,。本文件應(yīng)用范圍包括Ⅱ型（分散的、無孔或大孔）和Ⅳ型（介孔,，孔徑2 nm～50 nm之間）吸附等溫線以及II型和I型相結(jié)合或Ⅳ型和I型相結(jié)合的吸附等溫線,。氬氣吸附靜態(tài)容量法檢測示意圖（圖1）、不同類型的吸附等溫線圖（圖2）附下,。
取樣和稱重：取樣量應(yīng)大于樣品的最小取樣量,，并根據(jù)儀器說明書綜合考慮取樣量。取樣量宜使總表面積處于10 m2～120 m2范圍,。表觀密度較大的樣品可直接取樣,；表觀密度小、易飄灑的樣品,，宜震實(shí)后取樣,，且選用較大體積的測試樣品管。稱重時需對精密電子天平進(jìn)行校準(zhǔn),，并注意氣體回填,、環(huán)境溫度變化等因素的影響。標(biāo)準(zhǔn)中給出了如何稱取不同類型石墨烯粉體的推薦操作,。 脫氣條件和測試程序：測定前,，應(yīng)通過脫氣除去樣品表面的物理吸附物質(zhì)，同時要避免表面發(fā)生不可逆的變化,。脫氣溫度應(yīng)低于樣品的熱分解溫度,，用熱重分析法確定合適脫氣溫度。脫氣時間由樣品管內(nèi)的真空度決定，推薦在脫氣溫度下樣品管內(nèi)的真空度最終達(dá)到≤1 Pa,。標(biāo)準(zhǔn)中給出了如何確定脫氣溫度和時間,、詳細(xì)的測試程序和應(yīng)滿足的要求，以及不同類型測試樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)選取原則和注意事項(xiàng)等,。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：詳細(xì)給出了基于BET多點(diǎn)物理吸附法計(jì)算比表面積的方法和要求,，及測試樣品分別在含微孔、不含微孔情況時,，如何對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,。檢測報(bào)告：基于測試過程和測試結(jié)果,，安全要求給出檢測報(bào)告并對測試結(jié)果進(jìn)行不確定度分析,。 測試實(shí)例：附錄中詳盡給出了具有典型代表性的不同類型石墨烯粉體的測試實(shí)例，并展示了用不同吸附質(zhì)氣體（氬氣,、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳,、氪氣）順序進(jìn)行吸附時,，測試樣品所表現(xiàn)出的吸附行為差異，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明確表明某些石墨烯粉體測試樣品對N2分子存在特定吸附情況,。通過研究不同類型石墨烯粉體吸附N2和Ar時的吸附熱差異,，進(jìn)一步驗(yàn)證了石墨烯粉體存在對氮?dú)獾奶禺愋晕叫袨榈拇嬖冢砻髁诉x擇Ar作為吸附質(zhì)采取氬氣吸附靜態(tài)容量法測定石墨烯粉體比表面積的必要性,。 在石墨烯粉體測試樣品均勻性、穩(wěn)定性滿足測試要求的前提下,，用氮?dú)馕紹ET法測量石墨烯粉體比表面積的準(zhǔn)確性,、可靠性較差的原因在于N2存在特定吸附行為：由不同生產(chǎn)廠家、不同生產(chǎn)工藝的產(chǎn)業(yè)化石墨烯粉體,，通常不可避免的含有片層內(nèi)缺陷,、片徑邊緣位錯、晶界等,，從而造成處于特定位點(diǎn)上的碳原子活躍程度存在明顯差異,。此外不同表面改性生產(chǎn)工藝也會造成石墨烯粉體樣品表面功能基團(tuán)（如-OH）的差異。用具有四極矩的N2分子作為吸附質(zhì),，會與石墨烯粉體中的活躍碳原子或極性吸附基團(tuán)間形成特定吸附,，使得形成不符合理想經(jīng)典物理吸附模型的分子排列取向，造成多點(diǎn)吸附曲線的線性相關(guān)性較差,，導(dǎo)致比表面積測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,、可靠性也較差。氬氣分子是單原子氣體分子，電子已完全配對且不存在任何成鍵軌道,，通常認(rèn)為其不具有化學(xué)活性,。氬氣分子不存在四極矩，作為吸附質(zhì)在石墨烯粉體材料表面吸附時,，對樣品表面結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)的敏感性低,，其吸附行為符合理想經(jīng)典物理吸附模型，所以在液氬溫度下進(jìn)行比表面積測定時,，可用經(jīng)典BET理論進(jìn)行計(jì)算,。由于氬氣與氮?dú)獾臉O化率和分子尺寸極為相似，他們的非特定吸附性質(zhì)也極為相似,，在非極性吸附劑上,，氮的吸附熱和氬的吸附熱幾乎相等。本標(biāo)準(zhǔn)用不同類型,、不同表面修飾,、不同極性的石墨烯粉體樣品進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了采用Ar作為吸附質(zhì)測定石墨烯粉體比表面積的科學(xué)性和合理性,。
貝士德儀器參與起草制定的第一部國家標(biāo)準(zhǔn)
由貝士德儀器參與起草制定的第一部國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 39713-2020 《精細(xì)陶瓷—陶瓷粉末比表面積測試方法 BET 法》于2020-12-14發(fā)布,，2021-07-01實(shí)施,。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了精細(xì)陶瓷粉體比表面積試驗(yàn)方法氣體吸附BET法的術(shù)語和定義、原理,、試驗(yàn)步驟,、試驗(yàn)條件、數(shù)據(jù)處理和試驗(yàn)報(bào)告,。適用于采用低溫氮吸附BET法測試精細(xì)陶瓷粉體比表面積,，檢測范圍0.01m2/g~2000m2/g
下載鏈接：http://inkedupdad.com/art/detail/6/295
貝士德儀器參與起草制定的第二部國家標(biāo)準(zhǔn)
由貝士德儀器參與起草制定的第二部國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 40401-2021《骨架密度的測量 氣體體積置換法》于2021-08-20發(fā)布，2022-03-01實(shí)施,。
本國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 40401-2021 ,，規(guī)定了一種通過氣體置換法密度儀法快速準(zhǔn)確地測定規(guī)則或不規(guī)則形狀的固體材料樣品的骨架密度的方法，包括粉末或整體單件樣品,。
下載鏈接：http://inkedupdad.com/art/detail/6/305貝士德儀器參與起草制定的第三部國家標(biāo)準(zhǔn)
由貝士德儀器參與起草制定的第三部國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42269-2022《分離膜孔徑測試方法氣體滲透法》2022-12-30發(fā)布,，2023-04-01實(shí)施。
本國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42269-2022 ,，描述了采用氣體滲透法測定分離膜平均孔徑的方法,。
下載鏈接：http://inkedupdad.com/art/detail/6/312
