高性能全自動(dòng)氣體吸附分析系統(tǒng)

測定比表面積、孔分布及微孔尺寸等特性表征。 2100433B

1.二站系統(tǒng)，各站擁有獨(dú)立的杜瓦瓶和測量系統(tǒng)，獨(dú)立運(yùn)行。可同時(shí)進(jìn)行2個(gè)樣品分析2.真空和流動(dòng)兩種標(biāo)準(zhǔn)脫氣方式，脫氣站獨(dú)立設(shè)置，脫氣站數(shù)6。3.用戶可選擇兩種測量技術(shù)；專利技術(shù)，無需氦氣，降低了分析費(fèi)用。

吸附是指物質(zhì)在相界面上濃度自動(dòng)發(fā)生變化的現(xiàn)象，大致分為兩類：物理吸附（吸附力足范德華力）和發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)吸附。通常，具有吸附作用的物質(zhì)稱為吸附劑（如活性炭、硅膠、氧化鋁等），而被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。

吸附劑表面積越大，則吸附量就越大 所以，吸附劑都是多孔性或者是微細(xì)的物質(zhì)。

當(dāng)lg吸附劑表面上吸附1層鋪滿的吸附質(zhì)分子（飽和吸附量）時(shí)，則比表面積的計(jì)算公式為

固體的比表面積 =分子數(shù)x每個(gè)分子所占的面積

或 S_g =S/W（m²/g）

式中：S_g 為比表面積（m²/g）；S為同體物質(zhì)的總表面積（外表面 內(nèi)表面）；W為固體物質(zhì)的質(zhì)量。

因此，比表面的測定實(shí)質(zhì)上是求出某種吸附質(zhì)的單分子層飽和吸附量。

水吸附特性研究在制造和設(shè)計(jì)先進(jìn)材料方面非常重要。許多材料由于所含水分不同導(dǎo)致性能發(fā)生改變，這是由于材料所發(fā)生的對空氣中的水發(fā)生自然吸附、毛細(xì)管冷凝或化學(xué)反應(yīng)等作用所致。水分吸附現(xiàn)象和材料的貯存、處理或其活性都有關(guān)系。含水量的百分比是描述材料含水量的最簡單和最重要的參數(shù)。材料的含水量取決于材料所處環(huán)境的相對濕度。水的吸附等溫線是描述材料在吸附水分過程中材料水分含量與相對濕度的關(guān)系。 2100433B

測量比表面積方法有容量法、重量法、氣相色譜法等。

BET 比表面積容量測量法，簡稱BET法，是研究同體表面結(jié)構(gòu)和測量比表面積的重要方法之—。氮?dú)?、氪氣常作為吸附氣體，

BET方程是多分子層物理吸附理論中應(yīng)用最廣泛的等溫式，南勃魯納爾（Brunauer）、愛曼特（Emmett）、泰勒（Teller）在1938年提出 前提假設(shè)是：

（1）吸附利表面是均勻的；

（2）吸附質(zhì)分子間沒柯相互作用；

（3）吸附可以是多分子層的；第二層以上的吸附熱等于吸附質(zhì)的液化熱；當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)。每一層的形成速度與破壞速度相等。

由上述假設(shè)出發(fā)，可推導(dǎo)出BET二常數(shù)公式：

P/V（P-P₀）=1/V_mC （C-1）P/V_mCP₀

式中：V為在氣體平衡壓力為P時(shí)的吸附體積量；V_m為單分子層飽和吸附量，常數(shù)；P為吸附氣體的平衡壓力；P₀為在吸附溫度下吸附質(zhì)氣體的飽和蒸氣壓（查相關(guān)手冊）；C為吸附熱有關(guān)的常數(shù)。

BET公式適用比壓P/P₀在0.05～0.35之間。因?yàn)镻/P₀<0. 05，壓力太小，不能建立多分子層物理吸附平衡（實(shí)為單分子層）；當(dāng)P/P₀>0. 35，毛細(xì)凝聚現(xiàn)象顯著，亦破壞多分子層物理吸附。

通過實(shí)驗(yàn)可測得一系列的P和V，若以P/V（P₀-P）對P/P₀作圖可得一直線，由此求得V_m，若V_m以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積（mL）度量，則比表面S為

S=V_mN_Aσ/22400W

式中：N_A為阿伏加德羅常數(shù)；σ為每個(gè)吸附質(zhì)分子的截面；W為吸附劑質(zhì)量（g）；22400為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體的體積（mL）。

其中吸附質(zhì)分子的截面積σ可由多種方法求出，可利用下式計(jì)算：

σ =1.09（M/N_Ad）^2/3

式中：M為吸附質(zhì)的分子量；d為在吸附溫度下吸附質(zhì)的密度。

對于氮?dú)?，?8K時(shí)σ常取的值是0.162nm²。