表面积和孔径测定

气体吸附是一种强大的分析技术,用于确定固体多孔材料的比表面积和孔径分布。

在涉及与气体或液体相互作用的表面的许多工业和过程中,表面积和孔径是令人关注的。 示例包括传感器,催化剂,燃料电池,电池和化学制造。 气体吸附的速率或体积以及材料吸附气体的能力对其功能有用性影响很大。 在研发,产品开发或以后的故障排除和故障分析中,调查这些因素非常重要。 例如,孔径可影响反应速率或催化过程的效率。 类似地,材料的表面积除了也会在该表面上发生的任何表面化学作用之外,还可能影响电池的寿命或存储容量。

在进行表面积或孔径测量之前,必须从固体表面除去污染物(通常是水和二氧化碳)。 通过加热和真空预处理固体以除去任何最初吸附的污染物。

为了确定表面积,将固体在真空下冷却至低温(使用液氮)。 氮气以受控的增量加入到固体中。 在每一剂吸附气体后,使压力平衡,并确定吸附气体的量。 吸附的气体量绘制为压力的函数。 从该图中可以确定在固体外表面上形成单分子层所需的气体量。 可以使用 BET(Brunauer、Emmett 和 Teller)方程根据形成单层所需的气体量计算表面积。

为了确定孔体积和孔径分布,气体压力逐渐增加,直到所有孔充满液体。 接下来,逐渐减小气体压力,蒸发来自系统的冷凝气体。 吸附和解吸等温线的评估揭示了关于孔体积和孔尺寸分布的信息。 BJH(Barrett,Joyner和Halenda)计算用于确定孔体积和孔径分布。

理想用途

  • BET表面积分析固体材料
  • BJH固体材料的孔体积和孔径分布分析

优势强项

  • 同时采集表面积和孔径数据
  • 非破坏性方法

缺点限制

  • 通过材料表面无法进入封闭的孔隙。 因此,气体吸附不能用于它们的评估。

技术规格

  • 总表面积:至少0.5 m2
  • 比表面积:0.1 m2/ g和更高
  • 毛孔容积:4×10-6 cm3/ g和更高
  • 毛孔大小:2-50 nm (中孔)
  • 相对压力范围:0-0.98 点/点0
  • 样品容量:2厘米3 (标准管)/ 6 cm3 (大管)

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