由于粉體(tǐ)材料的顆粒很細,顆粒形狀及表面形貌錯綜複雜(zá),因此直接測量它的表面積是不可能的,隻能采用間接的方法,多年來已提出了多種測量方法,其中(zhōng)氮物(wù)理吸附法被*爲是成熟的方法,已被列入世界各國的标準,實踐中(zhōng)被廣泛采用。
氮吸附法是依據氣體(tǐ)在固體(tǐ)表面的吸附規律,例如,在液氮溫度下(xià)(-196℃),在一(yī)定的氮氣壓力下(xià),任何粉體(tǐ)材料的表面都可以吸附氮氣的分(fēn)子,并對應于确定的平衡吸附量,這種吸附是純粹的物(wù)理吸附,即被吸附的氣體(tǐ)分(fēn)子與固體(tǐ)表面的結合力很弱,而且是可逆的,即在回到室溫的過程中(zhōng),所有被吸附的氮分(fēn)子又(yòu)都被脫附出來。
假定,在粉體(tǐ)顆粒的表面*吸附滿一(yī)層氮分(fēn)子,那麽粉體(tǐ)的比表面積(Sg)可用吸附的氮分(fēn)子數和每個分(fēn)子所占的面積求出:
…… Sg = Vm•N•Am / 22400•W ……………………………… (1)
式中(zhōng): Vm: 氮氣的單分(fēn)子層飽和吸附量(ml)
Am: 氮分(fēn)子橫截面積 ( Am = 0.162nm2 )
W: 粉體(tǐ)樣品的重量(g)
N: 阿佛加德羅常數
把上述具體(tǐ)數據代入式(1),得到氮吸附法計算比表面積的基本公式:
Sg = 4.36Vm / W ……………………………………… (2)
由此可見,準确測定被測樣品表面單層飽和吸附量Vm是比表面積測定的關鍵。