動(dòng)態(tài)法BET比表面是什么?
-
(1)動(dòng)態(tài)法即連續(xù)流動(dòng)色譜法,是在液氮溫度下樣品處于流動(dòng)的含氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮吸附,在不同的氮分壓下達(dá)到吸附的動(dòng)態(tài)相對(duì)平衡,如果使樣品管離開液氮并升至室溫,樣品會(huì)將所吸附的氮?dú)馊棵摳匠鰜?,?dòng)態(tài)氮吸附儀每測(cè)定一個(gè)壓力點(diǎn)均需使樣品管從液氮杯中進(jìn)出一次;
(2) 動(dòng)態(tài)法是靠使用氦氣作為載氣(因?yàn)樵谝旱獪囟认潞獠粫?huì)被吸附),通過調(diào)整氮/氦比例,或者通過控制氮/氦的流速,在不改變混合氣體壓力的條件下得到不同的氮分壓,流動(dòng)的混合氣體的壓力近似于大氣壓,氮分壓= 氮?dú)饬髁?氦氣加氮?dú)獾目偭髁?,氮分壓可以?到一個(gè)大氣壓范圍變化,不需要真空條件;
(3) 連續(xù)流動(dòng)色譜法因采用色譜法中的熱導(dǎo)檢測(cè)器來測(cè)量氮吸附量而得名,樣品管被串接于熱導(dǎo)檢測(cè)器的參考臂與測(cè)量臂之間,當(dāng)熱導(dǎo)檢測(cè)器的參考臂與測(cè)量臂中的氮濃度由于樣品的吸附(或脫附)而不同時(shí),熱導(dǎo)池失去平衡并輸出一個(gè)電的信號(hào),得到一個(gè)所謂的吸附峰(或脫附峰),其峰面積正比于氮?dú)獾奈剑ɑ蛎摳剑┝?,再通過一個(gè)標(biāo)定量即可求得氮吸附量或脫附量;順便指出,由于氦氣和氮?dú)獾膶?dǎo)熱系數(shù)相差很大,因此氦/氮混氣中氮濃度的變化會(huì)顯著改變熱導(dǎo)池的平衡狀態(tài),從而提高熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度;
(4) 用直接對(duì)比法快速測(cè)定比表面是動(dòng)態(tài)法比表面儀的一大優(yōu)點(diǎn),即采用一個(gè)已知比表面的標(biāo)準(zhǔn)樣品作為標(biāo)定物質(zhì),在某一個(gè)固定的氮分壓下(一般取氮/氦= 0.2的混氣),用樣品的脫附峰面積直接與標(biāo)準(zhǔn)樣品的脫附峰面積相比較,便可計(jì)算出樣品的比表面。這種方法測(cè)試速度快,適合于生產(chǎn)線的在線快速檢測(cè),其缺點(diǎn)是沒有考慮材料吸附特性的差異,因此當(dāng)被測(cè)樣與標(biāo)樣的吸附特性相差大時(shí),測(cè)試結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的偏差;
(5) BET比表面測(cè)定法可以克服直接對(duì)比法的上述局限,動(dòng)態(tài)法實(shí)現(xiàn)BET比表面測(cè)定的關(guān)鍵在于能夠調(diào)整氮?dú)夥謮?,并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。動(dòng)態(tài)BET比表面測(cè)定儀只要把氮分壓定在0.2或0.3,裝上標(biāo)準(zhǔn)比表面樣品,也可用直接對(duì)比法測(cè)定比表面。(來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司)
全部評(píng)論(0條)
登錄或新用戶注冊(cè)
- 微信登錄
- 密碼登錄
- 短信登錄
請(qǐng)用手機(jī)微信掃描下方二維碼
快速登錄或注冊(cè)新賬號(hào)
微信掃碼,手機(jī)電腦聯(lián)動(dòng)
熱門問答
- 動(dòng)態(tài)法BET比表面是什么?
(1)動(dòng)態(tài)法即連續(xù)流動(dòng)色譜法,是在液氮溫度下樣品處于流動(dòng)的含氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮吸附,在不同的氮分壓下達(dá)到吸附的動(dòng)態(tài)相對(duì)平衡,如果使樣品管離開液氮并升至室溫,樣品會(huì)將所吸附的氮?dú)馊棵摳匠鰜?,?dòng)態(tài)氮吸附儀每測(cè)定一個(gè)壓力點(diǎn)均需使樣品管從液氮杯中進(jìn)出一次;
(2) 動(dòng)態(tài)法是靠使用氦氣作為載氣(因?yàn)樵谝旱獪囟认潞獠粫?huì)被吸附),通過調(diào)整氮/氦比例,或者通過控制氮/氦的流速,在不改變混合氣體壓力的條件下得到不同的氮分壓,流動(dòng)的混合氣體的壓力近似于大氣壓,氮分壓= 氮?dú)饬髁?氦氣加氮?dú)獾目偭髁?,氮分壓可以?到一個(gè)大氣壓范圍變化,不需要真空條件;
(3) 連續(xù)流動(dòng)色譜法因采用色譜法中的熱導(dǎo)檢測(cè)器來測(cè)量氮吸附量而得名,樣品管被串接于熱導(dǎo)檢測(cè)器的參考臂與測(cè)量臂之間,當(dāng)熱導(dǎo)檢測(cè)器的參考臂與測(cè)量臂中的氮濃度由于樣品的吸附(或脫附)而不同時(shí),熱導(dǎo)池失去平衡并輸出一個(gè)電的信號(hào),得到一個(gè)所謂的吸附峰(或脫附峰),其峰面積正比于氮?dú)獾奈剑ɑ蛎摳剑┝?,再通過一個(gè)標(biāo)定量即可求得氮吸附量或脫附量;順便指出,由于氦氣和氮?dú)獾膶?dǎo)熱系數(shù)相差很大,因此氦/氮混氣中氮濃度的變化會(huì)顯著改變熱導(dǎo)池的平衡狀態(tài),從而提高熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度;
(4) 用直接對(duì)比法快速測(cè)定比表面是動(dòng)態(tài)法比表面儀的一大優(yōu)點(diǎn),即采用一個(gè)已知比表面的標(biāo)準(zhǔn)樣品作為標(biāo)定物質(zhì),在某一個(gè)固定的氮分壓下(一般取氮/氦= 0.2的混氣),用樣品的脫附峰面積直接與標(biāo)準(zhǔn)樣品的脫附峰面積相比較,便可計(jì)算出樣品的比表面。這種方法測(cè)試速度快,適合于生產(chǎn)線的在線快速檢測(cè),其缺點(diǎn)是沒有考慮材料吸附特性的差異,因此當(dāng)被測(cè)樣與標(biāo)樣的吸附特性相差大時(shí),測(cè)試結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的偏差;
(5) BET比表面測(cè)定法可以克服直接對(duì)比法的上述局限,動(dòng)態(tài)法實(shí)現(xiàn)BET比表面測(cè)定的關(guān)鍵在于能夠調(diào)整氮?dú)夥謮?,并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。動(dòng)態(tài)BET比表面測(cè)定儀只要把氮分壓定在0.2或0.3,裝上標(biāo)準(zhǔn)比表面樣品,也可用直接對(duì)比法測(cè)定比表面。(來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司)
- “BET比表面”的講解
用氮吸附法測(cè)定比表面,關(guān)鍵是得到單層飽和吸附量,但絕大多數(shù)材料的吸附特性不是單層吸附,而是所謂多層吸附, BRUMAUER-EMMETT-TELLER三人在1938年提出了多分子層吸附理論,通過對(duì)氣體吸附過程的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析,推出了的氮吸附量隨氮?dú)夥謮海≒/Po)而變的BET方程:
P/V(Po-P)=1/VmC+[(C-1)/VmC](P/Po)
分析指出,(P/Po)在0.05-0.35范圍中,BET方程是一個(gè)線性方程,該直線的斜率與截距之和的倒數(shù)正好就是單層飽和吸附量,于是在此范圍中,選擇3-5個(gè)壓力點(diǎn),測(cè)出每個(gè)壓力點(diǎn)的吸附量,然后按照BET方程作圖,即可求得單層飽和吸附量,進(jìn)而計(jì)算出比表面。通過BET方程求出比表面成為國(guó)際通用的方法,也稱為 “BET比表面”。BET比表面是外表面積與所有通孔內(nèi)表面積的總和。把BET方程改變形式如下:
V/Vm =[ P/(Po-P)]/{(1/C)+[(C-1)/C](P/Po)}
V/Vm 就是吸附層數(shù)。它取決于C與P/Po,同一種材料,在不同的壓力下,吸附層數(shù)不同,不同的材料,在相同的壓力下,吸附層數(shù)不同。
- 什么是多點(diǎn)BET比表面
- BET比表面測(cè)試原理與方法
- 用BET測(cè)試比表面積測(cè)的原理和方法是什么?
- 動(dòng)態(tài)色譜法和靜態(tài)容量法BET比表面積的比較
“動(dòng)態(tài)色譜法BET比表面測(cè)定”
連續(xù)流動(dòng)色譜法是采用氣相色譜儀中的熱導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定氮?dú)馕搅浚捎玫獨(dú)鉃槲絼┖鉃檩d氣的混合氣體,通過調(diào)節(jié)氮?dú)夂秃獾牧髁縼磉_(dá)到改變氮?dú)夥謮旱哪康模紫劝岩欢ǖ獨(dú)夥謮旱幕鞖馔ㄈ霕悠饭?,然后把樣品管放入液氮杯,使樣品在液氮溫度下吸附氮?dú)庵溜柡?,再讓樣品管從液氮杯中取出,樣品表面吸附的氮?dú)馊棵摳匠鰜?,這時(shí)通過熱導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)出樣品表面在該氮分壓下的氮?dú)饷摳搅?,在氮分?.05-0.35的范圍內(nèi),選擇3-5個(gè)不同的氮分壓點(diǎn),每一點(diǎn)都要完成上述的吸附與脫附過程,并測(cè)出氮?dú)獾拿摳搅浚琙后對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,用BET方程計(jì)算出比表面積;
“靜態(tài)容量法BET比表面測(cè)定”
靜態(tài)容量法是在一個(gè)密閉的真空系統(tǒng)中,樣品管置于液氮杜瓦瓶中,在樣品管中投入一定量的氮?dú)猓狗垠w樣品在一定的氮?dú)鈮毫ο挛降獨(dú)庵溜柡?,用高精密壓力傳感器測(cè)出樣品吸附前后壓力的變化,根據(jù)氣體狀態(tài)方程計(jì)算出氣體的吸附量或脫附量。在氮分壓0.05-0.35的范圍內(nèi),逐步加入氮?dú)?,測(cè)出不同氮分壓下樣品表面的氮吸附量,Z后對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,用BET方程計(jì)算出比表面積,整個(gè)過程樣品管不用離開液氮杯,測(cè)試過程全自動(dòng)進(jìn)行兩類BET比表面測(cè)定方法的比較
流動(dòng)色譜法法
靜態(tài)容量法
通用性
動(dòng)態(tài)法僅國(guó)內(nèi)采用,國(guó)外基本不用
靜態(tài)容量法國(guó)際通用
平衡模式
流動(dòng)態(tài)的相對(duì)平衡
一定體積內(nèi)的靜態(tài)平衡
測(cè)試氣體
氦氣做為載氣,氮?dú)庾鑫劫|(zhì)。通過流量計(jì)來調(diào)節(jié)不同氮分壓,達(dá)到改變氮分壓的目的。
氦氣只用來測(cè)冷自由空間,氮?dú)鉃槲劫|(zhì)。逐步往測(cè)試系統(tǒng)里通入氮?dú)?,通過高精度壓力傳感器直接測(cè)定氮?dú)鈮毫Α?/p>
控制精度
氮分壓控制精度為 ±0.15%
氮?dú)鈮毫刂凭葹?±0.15%(讀值)
消耗
平均每個(gè)樣品:
消耗氮?dú)?.2L,消耗 氦氣0.3L;
消耗電能小于50W
消耗液氮小于0.02L
平均每個(gè)樣品:
消耗氮?dú)?.1L;消耗氦氣小于0.1L
消耗電能小于300W
消耗液氮小于0.01L
重復(fù)精度
重復(fù)精度≤1.5%
重復(fù)精度≤1.5%
測(cè)試時(shí)間
平均每個(gè)樣品:
BET:5-10分鐘
平均每個(gè)樣品:
BET:15--20分鐘
前處理
同位處理:
溫度為50—450度
同位或者異位處理:
真空度低于5Pa
溫度為50—450度
操作性
操作簡(jiǎn)單,測(cè)試過程無需人工參與
操作簡(jiǎn)單,測(cè)試過程無需人工參與
測(cè)試范圍
比表面積:
0.005至無規(guī)定上限
比表面積:
0.005至無規(guī)定上限
(來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司)
- BET法計(jì)算比表面積
- 具體原理與計(jì)算方法
- 靜態(tài)容量法比表面及孔徑分析儀的優(yōu)點(diǎn)是什么
- 比表面積動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法的區(qū)別
比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積
1概述
學(xué)科:固體礦產(chǎn)工業(yè)要求
釋文:比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積。分外表面積、內(nèi)表面積兩類。國(guó)標(biāo)單位㎡/g.理想的非孔性物料只具有外表面積,如硅酸鹽水泥、一些粘土礦物粉粒等;有孔和多孔物料具有外表面積和內(nèi)表面積,如石棉纖維、巖(礦)棉、硅藻土等。測(cè)定方法有容積吸附法、重量吸附法、流動(dòng)吸附法、透氣法、氣體附著法等。比表面積是評(píng)價(jià)催化劑、吸附劑及其他多孔物質(zhì)如石棉、礦棉、硅藻土及粘土類礦物工業(yè)利用的重要指標(biāo)之一。石棉比表面積的大小,對(duì)它的熱學(xué)性質(zhì)、吸附能力、化學(xué)穩(wěn)定性、開棉程度等均有明顯的影響。
測(cè)量:固體有一定的幾何外形,借通常的儀器和計(jì)算可求得其表面積。但粉末或多孔性物質(zhì)表面積的測(cè)定較困難,它們不僅具有不規(guī)則的外表面,還有復(fù)雜的內(nèi)表面。通常稱1g固體所占有的總表面積為該物質(zhì)的比表面積S(specificsurfacearea,㎡/g)。多孔物比表面積的測(cè)量,無論在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中都具有十分重要的意義。一般比表面積大、活性大的多孔物,吸附能力強(qiáng)。測(cè)定比表面積方法有氣體吸附法和溶液吸附法兩類。
2測(cè)試方法
方法提要:比表面積測(cè)試方法主要分連續(xù)流動(dòng)法(即動(dòng)態(tài)法)和靜態(tài)容量法。
動(dòng)態(tài)法
動(dòng)態(tài)法是將待測(cè)粉體樣品裝在U型的樣品管內(nèi),使含有一定比例吸附質(zhì)的混合氣體流過樣品,根據(jù)吸附前后氣體濃度變化來確定被測(cè)樣品對(duì)吸附質(zhì)分子(N2)的吸附量;靜態(tài)法根據(jù)確定吸附吸附量方法的不同分為重量法和容量法;重量法是根據(jù)吸附前后樣品重量變化來確定被測(cè)樣品對(duì)吸附質(zhì)分子(N2)的吸附量,由于分辨率低、準(zhǔn)確度差、對(duì)設(shè)備要求很高等缺陷已很少使用;容量法是將待測(cè)粉體樣品裝在一定體積的一段封閉的試管狀樣品管內(nèi),向樣品管內(nèi)注入一定壓力的吸附質(zhì)氣體,根據(jù)吸附前后的壓力或重量變化來確定被測(cè)樣品對(duì)吸附質(zhì)分子(N2)的吸附量;
動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法的目的都是確定吸附質(zhì)氣體的吸附量。吸附質(zhì)氣體的吸附量確定后,就可以由該吸附質(zhì)分子的吸附量來計(jì)算待測(cè)粉體的比表面了。
由吸附量來計(jì)算比表面的理論很多,如朗格繆爾吸附理論、BET吸附理論、統(tǒng)計(jì)吸附層厚度法吸附理論等。其中BET理論在比表面計(jì)算方面在大多數(shù)情況下與實(shí)際值吻合較好,被比較廣泛的應(yīng)用于比表面測(cè)試,通過BET理論計(jì)算得到的比表面又叫BET比表面。統(tǒng)計(jì)吸附層厚度法主要用于計(jì)算外比表面;
動(dòng)態(tài)法儀器中有種常用的原理有直接對(duì)比法和多點(diǎn)BET法;
直接對(duì)比法
直接對(duì)比法,國(guó)外此種方法的儀器叫做直讀比表面儀。該方法測(cè)試的原理是用已知比表面的標(biāo)準(zhǔn)樣品作為參照,來確定未知待測(cè)樣品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸附量,從而通過比例運(yùn)算求得待測(cè)樣品比表面積。以使用氮吸附BET比表面標(biāo)準(zhǔn)樣品為例,該方法的依據(jù)是有2個(gè):一、BET理論的假設(shè)之一在吸附一層之后的吸附過程中的能量變化相當(dāng)于吸附質(zhì)分子液化熱,也就是和粉體本身無關(guān);二、在相同氮?dú)夥謮海?%-30%)、相同液氮溫度條件下,吸附層厚度一致;這就是以直接對(duì)比法所得出的比表面值與BET多點(diǎn)法得到的值一致性較好的原因;
多點(diǎn)BET法
多點(diǎn)BET法為國(guó)標(biāo)比表面測(cè)試方法,其原理是求出不同分壓下待測(cè)樣品對(duì)氮?dú)獾?吸附量,通過BET理論計(jì)算出單層吸附量,從而求出比表面積;其理論認(rèn)可度相對(duì)直接對(duì)比法高,但實(shí)際使用中,由于測(cè)試過程相對(duì)復(fù)雜,耗時(shí)長(zhǎng),使得測(cè)試結(jié)果重復(fù)性、穩(wěn)定性、測(cè)試效率相對(duì)直接對(duì)比法都不具有優(yōu)勢(shì),這是也是直接對(duì)比法的重復(fù)性標(biāo)稱值比多點(diǎn)BET法高的原因;
動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)容量法是常用的主要的比表面測(cè)試方法。兩種方法比較而言,
1、動(dòng)態(tài)法比較適合測(cè)試快速比表面積測(cè)試和中小吸附量的小比表面積樣品(對(duì)于中大吸附量樣品,靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法都可以定量的很準(zhǔn)確),
2、靜態(tài)容量法比較適合孔徑及比表面測(cè)試。雖然靜態(tài)法具有比表面測(cè)試和孔徑測(cè)試的功能,但靜態(tài)法由于樣品真空處理耗時(shí)較長(zhǎng),吸附平衡過程較慢、易受外界環(huán)境影響等,使得測(cè)試效率相對(duì)動(dòng)態(tài)法的快速直讀法低,對(duì)小比表面積樣品測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性也較動(dòng)態(tài)法低,所以靜態(tài)法在比表面測(cè)試的效率、分辨率、穩(wěn)定性方面,相對(duì)動(dòng)態(tài)法并沒有優(yōu)勢(shì);在多點(diǎn)BET法比表面分析方面,靜態(tài)法無需液氮杯升降來吸附脫附,所以相對(duì)動(dòng)態(tài)法省時(shí);靜態(tài)法相對(duì)于動(dòng)態(tài)法由于氮?dú)夥謮嚎梢院苋菀椎目刂频浇咏?,所以比較適合做孔徑分析。而動(dòng)態(tài)法由于是通過濃度變化來測(cè)試吸附量,當(dāng)濃度為1時(shí)的情況下吸附前后將沒有濃度變化,使得孔徑測(cè)試受限。
靜態(tài)容量法
在低溫(液氮?。l件下,向樣品管內(nèi)通入一定量的吸附質(zhì)氣體(N2),通過控制樣品管中的平衡壓力直接測(cè)得吸附分壓,通過氣體狀態(tài)方程得到該分壓點(diǎn)的吸附量;
通過逐漸投入吸附質(zhì)氣體增大吸附平衡壓力,得到吸附等溫線;通過逐漸抽出吸附質(zhì)氣體降低吸附平衡壓力,得到脫附等溫線;相對(duì)動(dòng)態(tài)法,無需載氣(He),無需液氮杯反復(fù)升降;
由于待測(cè)樣品是在固定容積的樣品管中,吸附質(zhì)相對(duì)動(dòng)態(tài)法不流動(dòng),故叫靜態(tài)容量法;
*標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)關(guān)于比表面積測(cè)試的現(xiàn)行有效*標(biāo)準(zhǔn)約有十幾個(gè),現(xiàn)列舉幾個(gè)比較常用的*標(biāo)準(zhǔn)方法:
GB/T19587-2004《氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積》[1]
GB/T13390-2008《金屬粉末比表面積的測(cè)定氮吸附法》
GB/T7702.20-2008《煤質(zhì)顆?;钚蕴吭囼?yàn)方法比表面積的測(cè)定》
GB/T6609.35-2009《氧化鋁化學(xué)分析方法和物理性能測(cè)定方法第35部分:比表面積的測(cè)定氮吸附法》
SY/T6154-1995《巖石比表面和孔徑分布測(cè)定靜態(tài)氮吸附容量法》
國(guó)內(nèi)對(duì)于材料比表面積測(cè)測(cè)試機(jī)構(gòu)有很多家,例如北科大分析檢驗(yàn)ZX、*鋼鐵材料測(cè)試ZX等。
3影響因素
動(dòng)態(tài)法
動(dòng)態(tài)法比表面儀,與其它分析儀器類似,影響其精度主要取決于檢測(cè)方法、管路設(shè)計(jì)和是否具備操作完全自動(dòng)化。
完全自動(dòng)化的比表面積分析儀對(duì)用戶具備什么價(jià)值?
1、符合測(cè)試儀器行業(yè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),同類國(guó)際產(chǎn)品全部是完全自動(dòng)化的,人工操作的儀器國(guó)外早已經(jīng)淘汰。[2]
2、比表面積分析測(cè)試其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作,由于樣品吸附能力的不同,有些樣品的孔徑測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間,如果測(cè)試過程沒有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化,那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開,并且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過程的失敗,這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化,將測(cè)試人員從重復(fù)的機(jī)械式操作中解放出來,大大降低了他們的工作強(qiáng)度,提高了工作效率。
3、人工操作的儀器很大的一個(gè)局限性是:不同的測(cè)試人員操作時(shí),對(duì)于平衡點(diǎn)等數(shù)據(jù)的判斷會(huì)有偏差,這樣很容易引入人為誤差,而自動(dòng)化操作的儀器,由于整個(gè)測(cè)試的平衡等條件的判斷都是基于軟件中設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn),這樣能很好保證,雖然是不同測(cè)試人員進(jìn)行的測(cè)試,但測(cè)試結(jié)果的一致性會(huì)很好。產(chǎn)品通過實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化測(cè)試,大大降低了人為操作導(dǎo)致的誤差,提高測(cè)試精度。
4、人工操作的儀器,由于需要操控的旋鈕比較多,一般對(duì)操作人員的培訓(xùn)需要花費(fèi)很多的時(shí)間,操作人員的熟練操作也會(huì)需要較長(zhǎng)的一段時(shí)間,如果有操作人員離職,會(huì)導(dǎo)致新來員工的培訓(xùn)又需花費(fèi)很多的時(shí)間和精力,既耽誤工作,又浪費(fèi)公司的資源;自動(dòng)化的儀器,一般只需要掌握軟件如何使用就可以進(jìn)行樣品測(cè)試,既節(jié)約培訓(xùn)時(shí)間,又可以減少公司人員流動(dòng)導(dǎo)致的再培訓(xùn)資源浪費(fèi)。產(chǎn)品通過實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程完全自動(dòng)化,大大降低公司培訓(xùn)成本,提高工作效率。
靜態(tài)法
以比表面積1m2/g的樣品為例,該樣品0.5g對(duì)氮?dú)獾奈搅吭贐ET分壓范圍內(nèi)在標(biāo)況下約0.1ml,在測(cè)試過程中的吸附環(huán)境液氮溫度下的體積約0.03ml;樣品管裝樣部分的剩余體積(也就是背景體積)約在3-5ml左右,要在3-5ml的樣品管體積中準(zhǔn)確定量出0.03ml的總吸附量且保證精度達(dá)到2%以內(nèi),可以算出要求壓力傳感器的精度要達(dá)到0.02%以上;但目前進(jìn)口*的壓力傳感器的精度只有0.1%,而且通常比表面及孔徑分析儀用的壓力傳感器精度為0.15%,也就是說目前*精度的壓力傳感器,即使溫度場(chǎng)理想測(cè)定,液氮面理想恒定,環(huán)境溫度理想準(zhǔn)確條件下,對(duì)吸附量確定量的不確定度也只能達(dá)到0.003ml,即不確定度達(dá)到10%;若對(duì)于比表面再小或堆積密度小也就是裝樣量也難以很大的樣品,其準(zhǔn)確度就可想而知了。但對(duì)于中大比表面樣品,一般吸附量不會(huì)那么微小,靜態(tài)法的精度很容易保證在2%甚至1%以內(nèi)便不是問題;
所以在小比表面樣品的測(cè)試方面,靜態(tài)法儀器測(cè)試的誤差相對(duì)高精度的動(dòng)態(tài)法儀器的誤差大;靜態(tài)法只能通過增加裝樣量來降低誤差,常見的是靜態(tài)一般都會(huì)為小比表面積樣品配備大容量樣品管,但由于背景體積(吸附腔體積)也隨之增大,所以準(zhǔn)確度提高也是有限的;這點(diǎn)是采用靜態(tài)法儀器測(cè)試比表面積應(yīng)考慮的因素。
4計(jì)算公式
參考國(guó)標(biāo)GB/T24533-2009
放到氣體體系的樣品,其物質(zhì)表面在低溫下將發(fā)生物理吸附。當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí),測(cè)量平衡吸附壓力和吸附的氣體流量,根據(jù)BET方程式(1)求出試樣單分子層吸附量,從而計(jì)算出試樣的比表面積。
(P/P0)/V(1-P/P0)=(C-1)/(VmC)×P/P0+1/(VmC)
5技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)關(guān)于比表面積測(cè)試的現(xiàn)行有效*標(biāo)準(zhǔn)約有十幾個(gè),現(xiàn)列舉幾個(gè)比較常用的*標(biāo)準(zhǔn)方法:
GB/T 19587-2004 《氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積》
GB/T 13390-2008 《金屬粉末比表面積的測(cè)定氮吸附法》
GB/T 7702.20-2008 《煤質(zhì)顆粒活性炭試驗(yàn)方法比表面積的測(cè)定》
GB/T 6609.35-2009 《氧化鋁化學(xué)分析方法和物理性能測(cè)定方法第35部分:比表面積的測(cè)定氮吸附法》
SY/T 6154-1995 《巖石比表面和孔徑分布測(cè)定靜態(tài)氮吸附容量法》
- 測(cè)活性炭的比表面 用BET測(cè)出來C值是負(fù)的 為什么
- 測(cè)比表面積動(dòng)態(tài)法好還是靜態(tài)法好
- 溶液吸附法測(cè)固體物質(zhì)的比表面
- 勃氏法與BET法測(cè)試比表面積的差別在于材料嗎?
- 請(qǐng)問比表面的定義是什么?
- 什么是比表面?怎樣測(cè)量?
- 重量法蒸汽吸附儀器中“真空法”和“動(dòng)態(tài)法”有什么區(qū)別?
- 關(guān)鍵指標(biāo)真空法動(dòng)態(tài)法方法簡(jiǎn)介將吸附劑樣品處在真空環(huán)境中,讓吸附質(zhì)蒸汽揮發(fā)進(jìn)入該真空系統(tǒng)并控制在指定分壓P/P0下,連續(xù)獲取時(shí)間-重量的數(shù)據(jù),直至吸附平衡;此過程中,樣品先是處在真空環(huán)境中,吸附質(zhì)蒸汽不是流動(dòng)的,是“靜態(tài)”的被吸附的,故也叫“靜態(tài)法”或“真空法”蒸汽吸附。真空重量法,是理想的物理吸附分析方法,功能強(qiáng)。無需載氣,無載氣對(duì)吸附過程影響的因素。數(shù)據(jù)可靠度高,是研究級(jí)分析儀器;該方法較“動(dòng)態(tài)法”出現(xiàn)較晚,技術(shù)要求點(diǎn)高。將吸附劑樣品處在有流動(dòng)載氣平衡的常壓環(huán)境中,使載氣和吸附質(zhì)蒸汽的混合氣體流過樣品,連續(xù)獲取時(shí)間-重量的數(shù)據(jù),直至吸附平衡;此過程中,吸附質(zhì)蒸汽是“動(dòng)態(tài)”流動(dòng)的,所以叫“動(dòng)態(tài)法”蒸汽吸附。動(dòng)態(tài)重量法,應(yīng)用較早,由早期研究人員自建的“天平+恒溫恒濕箱”的方式發(fā)展而來,可以較簡(jiǎn)單的方式獲得重量法蒸汽吸附數(shù)據(jù),由于儀器無需真空系統(tǒng),儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單,成為了早期蒸汽吸附行業(yè)常用方法,并被沿用至今。樣品預(yù)處理“真空脫氣”方式,效率高通過“加熱、抽真空”的方式去除待測(cè)樣品表面的水分、空氣等“雜質(zhì)”氣體;這種預(yù)處理方式叫做“脫氣”;由于可以加熱真空脫氣,對(duì)于吸附能力強(qiáng)的樣品,如微孔材料、分子篩、活性炭等大比表面樣品,處理效果,預(yù)處理溫度可以高達(dá)400℃,處理完樣品不存在二次污染的問題;樣品表面處理“干凈”,是正確的測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。“常壓吹掃”方式,效率低通過“加熱、并讓干燥載氣吹過待測(cè)樣品”的方式對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,這種預(yù)處理方式叫做“吹掃”;通過載氣吹掃的方式的方式預(yù)處理樣品;預(yù)處理溫度Z高在200℃附近,對(duì)于微孔中水分等氣體雜質(zhì)難以去除;若采用真空烘箱烘干的輔助方式,由于不具有防抽飛方式,易使樣品飛揚(yáng);且處理后裝樣時(shí),樣品再次接觸空氣,處理效果降低。樣品預(yù)處理不“干凈”,正確的測(cè)試結(jié)果則沒有保證。進(jìn)蒸汽方式樣品經(jīng)過加熱真空脫氣后,樣品室處于真空環(huán)境中,蒸汽吸附質(zhì)由試劑管中的液態(tài),蒸發(fā)至樣品室變?yōu)檎羝?,被樣品吸附;P/P0分壓控制通過控制蒸汽壓力的方式來實(shí)現(xiàn)。該方式分壓控制精確度高(誤差小于0.1%),分壓控制范圍寬(0~99%);樣品處于常壓環(huán)境,載氣攜帶蒸汽吸附質(zhì)動(dòng)態(tài)流過樣品,被樣品吸附;P/P0分壓控制通過控制載氣和蒸汽的比例來實(shí)現(xiàn)。該方式分壓控制精度相對(duì)低(誤差1%),分壓控制范圍窄(2~90%);
(來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司)
- 懸滴法動(dòng)態(tài)表面張力的時(shí)間范圍
在幾乎所有的表面/界面張力測(cè)量方法中,懸滴法是最適合用于測(cè)量動(dòng)態(tài)表面/界面張力的方法之一,也是能夠測(cè)量的時(shí)間范圍最廣的方法。其支持的最短表面/界面壽命約從0.03-0.1s開始,最長(zhǎng)時(shí)間則不受限制。
在所有的已商業(yè)化方法中,目前只有ZD氣泡壓力法可以測(cè)量表面/界面形成時(shí)間點(diǎn)更早的值,約從0.01s開始,但其能夠測(cè)量的最長(zhǎng)時(shí)間只有100s左右。而且測(cè)量一條表面張力-時(shí)間曲線所需要的時(shí)間比懸滴法長(zhǎng)的多,在測(cè)量精度上也比不上懸滴法。另外這一方法也不適合用于動(dòng)態(tài)界面張力的測(cè)量。
- 懸滴法測(cè)量動(dòng)態(tài)表面張力的優(yōu)勢(shì)
LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x采用懸滴法測(cè)量液體動(dòng)態(tài)表面(界面)張力的優(yōu)勢(shì)如下:
懸滴法測(cè)量動(dòng)態(tài)表面張力的一大特點(diǎn)是懸滴法適用于非常寬廣的動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)間范圍:從表/界面形成后的約0.1秒(甚至可低到幾十微秒)起,對(duì)表/界面進(jìn)行時(shí)間依賴性的動(dòng)態(tài)測(cè)量,測(cè)量可持續(xù)至幾分鐘,幾小時(shí),幾天,...。雖然在測(cè)量短界面壽命極限方面,ZD氣泡壓力法可以測(cè)量到更短的界面壽命(約幾毫秒);但在長(zhǎng)時(shí)間端,ZD氣泡壓力法只能測(cè)量到約幾十到100秒。其它的傳統(tǒng)方法要么根本不適合于動(dòng)態(tài)測(cè)量(如吊環(huán)法),要么能夠測(cè)量的起始時(shí)間遲至幾秒到十幾秒左右(如液滴體積法,薄板法)。另外傳統(tǒng)的吊環(huán)法和薄板法由于表面活性劑分子容易吸附在其探針表面從而改變其表面的潤(rùn)濕特性,可能對(duì)測(cè)量結(jié)果造成較大的干擾。
懸滴法測(cè)量動(dòng)態(tài)表面張力的另一大特點(diǎn)在于此方法可以通過對(duì)一個(gè)液滴從其 “誕生” 時(shí)刻起進(jìn)行持續(xù)地測(cè)量,一直到預(yù)期的或希望的測(cè)量時(shí)間點(diǎn)為止(surface life/age scanning)。這不但保證了所有的測(cè)量數(shù)據(jù)來自于同一液滴界面,而且測(cè)量的時(shí)間間隔也可以幾乎隨意地短或長(zhǎng)(最短時(shí)間間隔只受相機(jī)的速度決定,比如1-10ms),大大地提高了獲得的動(dòng)態(tài)曲線 γ(t)的連續(xù)性(時(shí)間分辨率)和可靠性,而且也使得測(cè)量所需時(shí)間大幅度地減小。比如測(cè)量一條從界面形成開始(0時(shí)間),持續(xù)到100s(界面壽命)的動(dòng)態(tài)曲線,如果采用傳統(tǒng)的滴體積法或ZD氣泡壓力法,就需要預(yù)先選擇/指定幾個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(比如20個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)),然后對(duì)于每個(gè)時(shí)間點(diǎn),通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的測(cè)量參數(shù)(如加液或氣流量速率)逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,直到所有的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量完畢。這樣的一個(gè)測(cè)量過程往往需要一個(gè)甚至幾個(gè)小時(shí),得到的曲線也只能從20個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)插值而成,而且不同點(diǎn)的表面張力值均來自不同的液滴或氣泡界面(不但表面張力值會(huì)發(fā)生漂移,而且時(shí)間計(jì)時(shí)上也會(huì)有偏差/bias)。同樣的測(cè)量如果采用懸滴法來進(jìn)行,整個(gè)測(cè)量過程只需要100s,在這段時(shí)間內(nèi)采集的對(duì)應(yīng)于不同時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)可以高達(dá)成千上萬,而且所有的表面張力值均來自同一個(gè)液滴,完全避免了表面張力值和時(shí)間計(jì)時(shí)上的偏差/bias問題。
- 24小時(shí)動(dòng)態(tài)心電圖是什么意思
- 24小時(shí)動(dòng)態(tài)心電圖是什么作用
4月突出貢獻(xiàn)榜
推薦主頁
最新話題

貝士德儀器科技(北京)有限公司



參與評(píng)論
登錄后參與評(píng)論