比表面積分(fēn)析測試方法有多種，其中(zhōng)氣體(tǐ)吸附法因其測試原理的科學性，測試過程的可靠性，測試結果的一(yī)緻性，在國内外(wài)各行各業中(zhōng)被廣泛采用，并逐漸取代了其它比表面積測試方法，成爲*的zui測試方法。許多标準組織都已将氣體(tǐ)吸附法列爲比表面積測試标準，如美國ASTM的D3037，ISO标準組織的ISO-9277。我(wǒ)(wǒ)國比表面積測試有許多行業标準，其中(zhōng)代表性的是國标GB/T 19587-2004 《氣體(tǐ)吸附BET法測定固體(tǐ)物(wù)質比表面積》。

氣體(tǐ)吸附法測定比表面積原理，是依據氣體(tǐ)在固體(tǐ)表面的吸附特性，在一(yī)定的壓力下(xià)，被測樣品顆粒（吸附劑）表面在超低溫下(xià)對氣體(tǐ)分(fēn)子（吸附質）具有可逆物(wù)理吸附作用，并對應一(yī)定壓力存在确定的平衡吸附量。通過測定出該平衡吸附量，利用理論模型來等效求出被測樣品的比表面積。由于實際顆粒外(wài)表面的不規則性，嚴格來講，該方法測定的是吸附質分(fēn)子所能到達的顆粒外(wài)表面和内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，成爲zui常用的吸附質。通過這種方法測定的比表面積我(wǒ)(wǒ)們稱之爲“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(fēn)子數量和分(fēn)子zui大(dà)橫截面積來表征。實際測定出氮氣分(fēn)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），進而得出分(fēn)子個數，采用表面密排六方模型計算出氮氣分(fēn)子等效zui大(dà)橫截面積(Am)，即可求出被測樣品的比表面積。計算公式如下(xià)：

sg: 被測樣品比表面積 (m2/g) 
Vm: 标準狀态下(xià)氮氣分(fēn)子單層飽和吸附量（ml） 
Am: 氮分(fēn)子等效zui大(dà)橫截面積（密排六方理論值Am = 0.162 nm2） 
W:　被測樣品質量（g） 
N:　阿佛加德羅常數 （6.02x1023） 
代入上述數據，得到氮吸附法計算比表面積的基本公式：



由上式可看出，準确測定樣品表面單層飽和吸附量Vm是比表面積測定的關鍵。

測試方法分(fēn)類 

比表面積測試方法有兩種分(fēn)類标準(www.jwgb。。ｎｅｔ/Products.php.)。一(yī)是根據測定樣品吸附氣體(tǐ)量多少方法的不同，可分(fēn)爲：連續流動法、容量法及重量法，重量法現在基本上很少采用；再者是根據計算比表面積理論方法不同可分(fēn)爲：直接對比法比表面積分(fēn)析測定、Langmuir法比表面積分(fēn)析測定和BET法比表面積分(fēn)析測定等。同時這兩種分(fēn)類标準又(yòu)有着一(yī)定的，直接對比法隻能采用連續流動法來測定吸附氣體(tǐ)量的多少，而BET法既可以采用連續流動法，也可以采用容量法來測定吸附氣體(tǐ)量。其關系如圖所示。




連續流動法

連續流動法(www.jwgbbet。。ｃｏｍ)是相對于靜态法而言，整個測試過程是在常壓下(xià)進行，吸附劑是在處于連續流動的狀态下(xià)被吸附。連續流動法是在氣相色譜原理的基礎上發展而來，藉由熱導檢測器來測定樣品吸附氣體(tǐ)量的多少。連續動态氮吸附是以氮氣爲吸附氣，以氦氣或氫氣爲載氣,兩種氣體(tǐ)按一(yī)定比例混合，使氮氣達到的相對壓力，流經樣品顆粒表面。當樣品管置于液氮環境下(xià)時，粉體(tǐ)材料對混合氣中(zhōng)的氮氣發生(shēng)物(wù)理吸附，而載氣不會被吸附，造成混合氣體(tǐ)成分(fēn)比例變化，從而導緻熱導系數變化，這時就能從熱導檢測器中(zhōng)檢測到信号電(diàn)壓，即出現吸附峰。吸附飽和後讓樣品重新回到室溫，被吸附的氮氣就會脫附出來，形成與吸附峰相反的脫附峰。吸附峰或脫附峰的面積大(dà)小(xiǎo)正比于樣品表面吸附的氮氣量的多少，可通過定量氣體(tǐ)來标定峰面積所代表的氮氣量。通過測定一(yī)系列氮氣分(fēn)壓P/P0下(xià)樣品吸附氮氣量，可繪制出氮等溫吸附或脫附曲線，進而求出比表面積。通常利用脫附峰來計算比表面積。



特點：連續流動法測試過程操作簡單，消除系統誤差能力強，同時具有可采用直接對比法和BET方法進行比表面積理論計算。
容量法
容量法中(zhōng)，測定樣品吸附氣體(tǐ)量多少是利用氣态方程來計算。在預抽真空的密閉系統中(zhōng)導入一(yī)定量的吸附氣體(tǐ)，通過測定出樣品吸脫附導緻的密閉系統中(zhōng)氣體(tǐ)壓力變化，利用氣态方程P*V/T=nR換算出被吸附氣體(tǐ)摩爾數變化。

直接對比法

直接對比法比表面積分(fēn)析測試是利用連續流動法來測定吸附氣體(tǐ)量，測定過程中(zhōng)需要選用标準樣品（經嚴格标定比表面積的穩定物(wù)質）。并聯到與被測樣品*相同的測試氣路中(zhōng)，通過與被測樣品同時進行吸附，分(fēn)别進行脫附，測定出各自的脫附峰。在相同的吸附和脫附條件下(xià)，被測樣品和标準樣品的比表面積正比于其峰面積大(dà)小(xiǎo)。計算公式如下(xià)：



Sx：被測樣品比表面積 S0：标準樣品比表面積， 
Ax：被測樣品脫附峰面積 A0：标準樣品脫附峰面積 
：被測樣品質量 W0：标準樣品質量
優點：無需實際标定吸附氮氣量體(tǐ)積和進行複雜(zá)的理論計算即可求得比表面積；測試操作簡單，測試速度快，效率高 
缺點：當标樣和被測樣品的表面吸附特性相差很大(dà)時，如吸附層數不同，測試結果誤差會較大(dà)。 
直接對比法僅适用于與标準樣品吸附特性相接近的樣品測量，由于BET法具有更可靠的理論依據，目前國内外(wài)更普遍認可BET法比表面積測定。 

BET比表面積測試法



BET理論計算是建立在Brunauer、Emmett和ler三人從經典統計理論推導出的多分(fēn)子層吸附公式基礎上，即的BET方程：

P: 吸附質分(fēn)壓 P0: 吸附劑飽和蒸汽壓 
V: 樣品實際吸附量 Vm: 單層飽和吸附量 
C：與樣品吸附能力相關的常數 
由上式可以看出，BET方程建立了單層飽和吸附量Vm與多層吸附量V之間的數量關系，爲比表面積測定提供了很好的理論基礎。 
BET方程是建立在多層吸附的理論基礎之上，與許多物(wù)質的實際吸附過程更接近，因此測試結果可靠性更高。實際測試過程中(zhōng)，通常實測3-5組被測樣品在不同氣體(tǐ)分(fēn)壓下(xià)多層吸附量V，以P/P0爲X軸， 爲Y軸，由BET方程做圖進行線性拟合，得到直線的斜率和截距，從而求得Vm值計算出被測樣品比表面積。理論和實踐表明，當P/P0取點在0.05-0.35範圍内時，BET方程與實際吸附過程相吻合，圖形線性也很好，因此實際測試過程中(zhōng)選點需在此範圍内。由于選取了3-5組P/P0進行測定，通常我(wǒ)(wǒ)們稱之爲多點BET。當被測樣品的吸附能力很強，即C值很大(dà)時，直線的截距接近于零，可近似認爲直線通過原點，此時可隻測定一(yī)組P/P0數據與原點相連求出比表面積，我(wǒ)(wǒ)們稱之爲單點BET。與多點BET相比，單點BET結果誤差會大(dà)一(yī)些。 
若采用流動法來進行BET測定，測量系統需具備能調節氣體(tǐ)分(fēn)壓P/P0的裝置，以實現不同P/P0下(xià)吸附量測定。對于每一(yī)點P/P0下(xià)BET吸脫附過程與直接對比法相近似，不同的是BET法需标定樣品實際吸附氣體(tǐ)量的體(tǐ)積大(dà)小(xiǎo)，而直接對比法則不需要。
特點：BET理論與物(wù)質實際吸附過程更接近，可測定樣品範圍廣，測試結果準确性和可信度高，特别适合科研及生(shēng)産單位使用。

孔徑分(fēn)布測試

氣體(tǐ)吸附法孔徑(孔隙度)分(fēn)布測定利用的是毛細凝聚現象和體(tǐ)積等效代換的原理，即以被測孔中(zhōng)充滿的液氮量等效爲孔的體(tǐ)積。吸附理論假設孔的形狀爲圓柱形管狀，從而建立毛細凝聚模型。由毛細凝聚理論可知(zhī)，在不同的P/P0下(xià)，能夠發生(shēng)毛細凝聚的孔徑範圍是不一(yī)樣的，随着P/P0值增大(dà)，能夠發生(shēng)凝聚的孔半徑也随之增大(dà)。對應于一(yī)定的P/P0值，存在一(yī)臨界孔半徑Rk，半徑小(xiǎo)于Rk的所有孔皆發生(shēng)毛細凝聚，液氮在其中(zhōng)填充，大(dà)于Rk的孔皆不會發生(shēng)毛細凝聚，液氮不會在其中(zhōng)填充。臨界半徑可由凱爾文方程給出了：

Rk稱爲凱爾文半徑，它*取決于相對壓力P/P0。凱爾文公式也可以理解爲對于已發生(shēng)凝聚的孔，當壓力低于一(yī)定的P/P0時，半徑大(dà)于Rk的孔中(zhōng)凝聚液将氣化并脫附出來。理論和實踐表明，當P/P0大(dà)于0.4時，毛細凝聚現象才會發生(shēng)，通過測定出樣品在不同P/P0下(xià)凝聚氮氣量，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(fēn)布曲線。zui常用的計算方法是利用BJH理論，通常稱之爲BJH孔容積和孔徑分(fēn)布。