BET分(fēn)析,BJH孔徑測試的知(zhī)識
BET測試法是BET比表面積測試法的簡稱,該方法由于是依據的BET理論爲基礎而得名。BET是三位科學家(Brunauer、Emmett和ler)的首字母縮寫,三位科學家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,成爲了顆粒表面吸附科學的理論基礎,并被廣泛應用于顆粒表面吸附性能研究及相關檢測儀器的數據處理中(zhōng)。
BET測試理論是根據希朗諾爾、埃米特和泰勒三人提出的多分(fēn)子層吸附模型,并推導出單層吸附量Vm與多層吸附量V間的關系方程,即的BET方程。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎之上,與物(wù)質實際吸附過程更接近,因此測試結果更準确。通過實測3-5組被測樣品在不同氮氣分(fēn)壓下(xià)多層吸附量,以P/P0爲X軸,P/V(P0-P)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)選點在此範圍内。
BET方程如下(xià):
P/V(Pо-P)=[1/Vm×C ]﹢[﹙C-1/Vm×C﹚×﹙P/Pо﹚]
式中(zhōng): P: 氮氣分(fēn)壓
P0: 液氮溫度下(xià),氮氣的飽和蒸汽壓
V: 樣品表面氮氣的實際吸附量
Vm: 氮氣單層飽和吸附量
C : 與樣品吸附能力相關的常數
BET實驗操作程序與直接對比法相近似,不同的是BET法需标定樣品實際吸附氮氣量的體(tǐ)積大(dà)小(xiǎo),理論計算方法也不同。BET法測定比表面積适用範圍廣,目前上普遍采用,測試結果準确性和可信度高,特别适合科研單位使用。當被測樣品吸附氮氣能力較強時,可采用單點BET方法,測試速度與直接對比法相同,測試結果與多點BET法相比誤差
BET氮吸附法一(yī)般耗時比較長,建議使用全自動比表面測試儀器,減少試驗強度,同時性也有保障。目前國外(wài)同類儀器都是全自動的。
BET測試理論是根據希朗諾爾、埃米特和泰勒三人提出的多分(fēn)子層吸附模型,并推導出單層吸附量Vm與多層吸附量V間的關系方程,即的BET方程。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎之上,與物(wù)質實際吸附過程更接近,因此測試結果更準确。通過實測3-5組被測樣品在不同氮氣分(fēn)壓下(xià)多層吸附量,以P/P0爲X軸,P/V(P0-P)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0.35-0.05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)選點在此範圍内。
BET實驗操作程序與直接對比法相近似,不同的是BET法需标定樣品實際吸附氮。
BJH孔徑分(fēn)布測試測定
1) 孔徑分(fēn)析介紹
實踐表明,超微粉體(tǐ)顆粒的微觀特性不僅表現爲表面形狀的不規則,很多還存在孔結構。孔的大(dà)小(xiǎo)、形狀及數量對比表面積測定結果有很大(dà)的影響,同時材料孔體(tǐ)積大(dà)小(xiǎo)及孔徑分(fēn)布規律對材料本身的吸附、催化及穩定性等有很大(dà)的影響。因此
測定孔容積大(dà)小(xiǎo)及孔徑分(fēn)布規律成爲粉體(tǐ)材料性能測試的又(yòu)一(yī)大(dà)領域,通常與比表面積測定密切相關。
所謂的孔徑分(fēn)布是指不同孔徑的孔容積随孔徑尺寸的變化率。通常根據孔平均半徑的大(dà)小(xiǎo)将孔分(fēn)爲三類:孔徑≤2nm爲微孔,孔徑在 2-50nm範圍爲中(zhōng)孔,孔徑≥50nm爲大(dà)孔。大(dà)孔一(yī)般采用壓汞法測定,中(zhōng)孔和微孔采用氣體(tǐ)吸附法測定。
2) 孔徑測試原理及方法
氣體(tǐ)吸附法孔徑分(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= −log(/414.0 )P/P0 ……………
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。