系統溫度越高,分(fēn)子擴散運動越快,因此脫氣效果越好。
通常儀器配備的脫氣站加熱溫度可達 400 ℃,但是選擇脫氣溫度的首要原則是不破壞樣品結構。一(yī)般來說,氧化鋁、二氧化矽這一(yī)類氧化物(wù)的安全脫氣溫度可達 350 ℃;大(dà)部分(fēn)碳材料和碳酸鈣的安全脫氣溫度在 300 ℃左右;而水合物(wù)則需要低得多的脫氣溫度。對于有機化合物(wù),也可以通過脫氣站進行預處理,但是大(dà)部分(fēn)有機化合物(wù)的軟化溫度和玻璃化溫度較低,因此必須提前加以确認。例如在醫藥領域常用的硬脂酸鎂,美國藥典(USP)規定的脫氣溫度爲 40 ℃。
如果脫氣溫度設置過高,會導緻樣品結構的不可逆變化,例如燒結會降低樣品的比表面積,分(fēn)解會提高樣品的比表面積。但是如果爲了保險,脫氣溫度設置過低,就可能使樣品表面處理不幹淨,導緻分(fēn)析結果偏小(xiǎo)。
因此在不确定脫氣溫度的情況下(xià),建議使用化學手冊,如 theHandbook ofChemistry andPhysics(CRC,BocaRaton,Florida),以及各标準組織發布的标準方法,如 ASTM,作爲相關參考。脫氣溫度的選擇不能高于固體(tǐ)的熔點或玻璃的相變點, 建議不要超過熔點溫度的一(yī)半。當然,如果條件許可,使用熱分(fēn)析儀能夠得到适合的脫氣溫度。一(yī)般而言,脫氣溫度應當是熱重曲線上平台段的溫度。
與脫氣溫度對應的是脫氣時間。脫氣時間越長,樣品預處理效果越好。脫氣時間的選擇與樣品孔道的複雜(zá)程度有關。一(yī)般來說,孔道越複雜(zá),微孔含量越高,脫氣時間越長;選擇的脫氣溫度越低,樣品所需要的脫氣時間也就越長。可以通過在相同脫氣溫度下(xià),分(fēn)析樣品的 BET 結果變化來确定脫氣時間。如果在不同的脫氣時間(2 小(xiǎo)時,4 小(xiǎo)時和 6 小(xiǎo)時)得到的 BET 結果相同,肯定選擇脫氣時間最短的;如果變化不大(dà),則需要選擇折衷的方案;如果 BET 結果随脫氣時間延長不斷變大(dà),說明孔道複雜(zá),深層次有因氫鍵結合的吸附水分(fēn)子,暴露了被堵塞的孔道及面積。對于一(yī)般樣品,IUPAC 推薦脫氣時間不少于 6 小(xiǎo)時,而那些需要低溫脫氣的樣品則需要長得多的脫氣時間。對一(yī)些微孔樣品,脫氣時間甚至需要在 12 小(xiǎo)時以上。但是作爲特例,美國藥典(USP)規定硬脂酸鎂的脫氣時間就僅爲 2 小(xiǎo)時。
由于脫氣溫度、脫氣時間以及脫氣真空度都與比表面積值有關,所以 BET 結果存在誤差是不可避免的。所以,測樣時需要固定樣品處理條件進行相對比較。與文獻值比較時,也要注意文獻上的樣品預處理和分(fēn)析條件。