比表面积及BET理论

发布者:孔径分析仪 日期:2015/7/29  点击次:22
  比表面积是指每克物质中所有颗粒总外表面积之和,国际单位是:m2/g,比表面积是衡量物质特性的重要参量,其大小颗粒的粒径、形状、表面缺陷及孔结构密切相关;同时,比表面积大小对物质其他的许多物理及化学性能会产生很大影响,特别是随着颗粒粒径的变小,比表面积成为了衡量物质性能的一项非常重要参量,如目前广泛应用的纳米材料。比表面积测定分析有专用的比表面积测试仪,国内比较成熟的是动态氮吸附法,比表面积研究和相关数据报告中,只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。   比表面积是粉体材料,特别是超细粉和纳米粉体材料的重要特征之一,粉体的颗粒越细,其比表面积越大,其表面效应,如表面活性、表面吸附能力、催化能力等越强。比表面大小性能检测在许多的行业应用中是必须的,如石墨、电池、稀土、陶瓷、氧化铝、化工等行业及高校粉体材料的研发、生产、分析、检测环。另外,在消防行业,灭火材料的比表面积直接决定了灭过的效率。   BET理论   S.Brunauer(布鲁尼尔)、P.Emmett(埃密特)和E.Teller(特勒)于1938年提出的BET多分子层吸附理论,其表达方程即BET方程,推导所采用的模型的基本假设是:一、固体表面是均匀的,发生多层吸附;二、除第一层的吸附热外其余各层的吸附热等于吸附质的液化热。推导有热力学角度和动力学角度两种方法,均以此假设为基础。   由其假设可以看出BET方程推导中,把第二层开始的吸附看成是吸附质本身的凝聚,没有考虑第一层以外的吸附与固体吸附剂本身的关系。大量实验也证实,固体吸附剂的不同所造成其本身表面能不同而对吸附质第一层以外的吸附影响是很弱的。对于低温氮吸附法,氮气作为吸附质,BET方程成立的条件是要求氮气分压范围为0.05-0.35,其原因也就出于此两个假设(在相对要小于0.05时建立不起多层物理吸附平衡,甚至连单分子物理吸附也远未形成;而在相对压力大于0.35时,孔结构使毛细凝聚的影响突显,定量性及线性变差)。
 
 
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