BET分析,BJH孔徑測試的知識

BET測試法是BET比表面積測試法的簡(jiǎn)稱(chēng)，該方法由于是依據著(zhù)名的BET理論為基礎而得名。BET是三位科學(xué)家（Brunauer、Emmett和Teller）的首字母縮寫(xiě)，三位科學(xué)家從經(jīng)典統計理論推導出的多分子層吸附公式基礎上，即著(zhù)名的BET方程，成為了顆粒表面吸附科學(xué)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(guān)檢測儀器的數據處理中。
     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(guān)系方程，即著(zhù)名的BET方程。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎之上，與物質(zhì)實(shí)際吸附過(guò)程更接近，因此測試結果更準確。通過(guò)實(shí)測3-5組被測樣品在不同氮氣分壓下多層吸附量，以P/P0為X軸，P/V（P0-P）為Y軸，由BET方程做圖進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到直線(xiàn)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(shí)踐表明，當P/P0取點(diǎn)在0.05~0.35范圍內時(shí)，BET方程與實(shí)際吸附過(guò)程相吻合，圖形線(xiàn)性也很好，因此實(shí)際測試過(guò)程中選點(diǎn)在此范圍內。
BET方程如下：
P/V（Pо-P）=[1/Vm×C ]﹢[﹙C-1/Vm×C﹚×﹙P/Pо﹚]
式中： 

P: 氮氣分壓
P0: 液氮溫度下，氮氣的飽和蒸汽壓
V: 樣品表面氮氣的實(shí)際吸附量
Vm: 氮氣單層飽和吸附量
C : 與樣品吸附能力相關(guān)的常數
     BET實(shí)驗操作程序與直接對比法相近似，不同的是BET法需標定樣品實(shí)際吸附氮氣量的體積大小，理論計算方法也不同。BET法測定比表面積適用范圍廣，目前國際上普遍采用，測試結果準確性和可信度高，特別適合科研單位使用。當被測樣品吸附氮氣能力較強時(shí)，可采用單點(diǎn)BET方法，測試速度與直接對比法相同，測試結果與多點(diǎn)BET法相比誤差BET氮吸附法一般耗時(shí)比較長(cháng)，建議使用全自動(dòng)比表面測試儀器，減少試驗強度，同時(shí)精確性也有保障。目前國外同類(lèi)儀器都是全自動(dòng)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(guān)系方程，即著(zhù)名的BET方程。BET方程是建立在多層吸附的理論基礎之上，與物質(zhì)實(shí)際吸附過(guò)程更接近，因此測試結果更準確。通過(guò)實(shí)測3-5組被測樣品在不同氮氣分壓下多層吸附量，以P/P0為X軸，P/V（P0-P）為Y軸，由BET方程做圖進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到直線(xiàn)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(shí)踐表明，當P/P0取點(diǎn)在0.35-0.05范圍內時(shí)，BET方程與實(shí)際吸附過(guò)程相吻合，圖形線(xiàn)性也很好，因此實(shí)際測試過(guò)程中選點(diǎn)在此范圍內。BET實(shí)驗操作程序與直接對比法相近似，不同的是BET法需標定樣品實(shí)際吸附氮。
BJH孔徑分布測試測定
1） 孔徑分析介紹
實(shí)踐表明，超微粉體顆粒的微觀(guān)特性不僅表現為表面形狀的不規則，很多還存在孔結構?？椎拇笮?、形狀及數量對比表面積測定結果有很大的影響，同時(shí)材料孔體積大小及孔徑分布規律對材料本身的吸附、催化及穩定性等有很大的影響。因此測定孔容積大小及孔徑分布規律成為粉體材料性能測試的又一大領(lǐng)域，通常與比表面積測定密切相關(guān)。所謂的孔徑分布是指不同孔徑的孔容積隨孔徑尺寸的變化率。通常根據孔平均半徑的大小將孔分為三類(lèi)：孔徑≤2nm為微孔，孔徑在 2-50nm范圍為中孔，孔徑≥50nm為大孔。大孔一般采用壓汞法測定，中孔和微孔采用氣體吸附法測定。
2） 孔徑測試原理及方法
氣體吸附法孔徑分布測定利用的是毛細凝聚現象和體積等效代換的原理，即以被測孔中充滿(mǎn)的液氮量等效為孔的體積。吸附理論假設孔的形狀為圓柱形管狀，從而建立毛細凝聚模型。由毛細凝聚理論可知，在不同的P/P0下，能夠發(fā)生毛細凝聚的孔徑范圍是不一樣的，隨著(zhù)P/P0值增大，能夠發(fā)生凝聚的孔半徑也隨之增大。對應于一定的P/P0值，存在一臨界孔半徑Rk，半徑小于Rk的所有孔皆發(fā)生毛細凝聚，液氮在其中填充，大于Rk的孔皆不會(huì )發(fā)生毛細凝聚，液氮不會(huì )在其中填充。臨界半徑可由凱爾文方程給出了：
Rk= ?log（/414.0 ）P/P0 ……………
Rk稱(chēng)為凱爾文半徑，它取決于相對壓力P/P0。凱爾文公式也可以理解為對于已發(fā)生凝聚的孔，當壓力低于一定的P/P0時(shí)，半徑大于Rk的孔中凝聚液將氣化并脫附出來(lái)。理論和實(shí)踐表明，當P/P0大于0.4時(shí)，毛細凝聚現象才會(huì )發(fā)生，通過(guò)測定出樣品在不同P/P0下凝聚氮氣量，可繪制出其等溫吸脫附曲線(xiàn)，通過(guò)不同的理論方法可得出其孔容積和孔徑分布曲線(xiàn)。計算方法是利用BJH理論，通常稱(chēng)之為BJH孔容積和孔徑分布。