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吸附孔径测试仪

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吸附孔径测试仪相关的论坛

  • 表面电位测试,粒度测试,氮气吸附法测孔径分布、比表面积和孔容、压汞法测孔径分布、孔隙率,孔容

    表面电位测试、粒度测试、比表面积测试、氮气吸附法测孔径分布、氮气吸附法测孔容、压汞法测孔径分布、压汞法测孔隙率(或气孔率)、压汞法测孔容。表面电位/激光粒度测试仪器 型号:zeta plus(made in USA);粒度测试范围:3nm~3um。比表面仪(氮气吸附法)型号:ASPA2010(made in USA) 孔径测试范围:1.7nm~300nm。压汞仪 型号:poresizer9320(made in USA) 孔径测试范围10nm~360um。流变仪 型号:SR5上海硅酸盐研究所国家重点实验室电话:52412224

  • 气体吸附法比表面积及孔径分布(孔隙度)测试中,对测试过程和结果会产生非常重要的影响的因素

    气体吸附法比表面积及孔径分布(孔隙度)测试中,有几个因素对测试过程和结果会产生非常重要的影响。对测试结果的有效分析需考虑这些因素。这些因素包括:样品处理条件,吸附质气体特性,测试方法的不同等,以下分别进行详细介绍。样品处理条件由于比表面积和孔隙度的测定与颗粒的外表面密切相关,且吸附法测定的关键是吸附质气体分子“有效地”吸附在被测颗粒的表面或填充在孔隙中,因此样品颗粒表面的是否“洁净”至关重要。样品处理的目的主要是让被非吸附质分子占据的表面尽可能地被释放出来,以便测试过程中有利于吸附质分子的表面吸附,一般的样品测定前都需进行预处理,处理的方法依测定的样品特性进行选择。一般情况下,大多数样品需要去除的是其表面吸附的水分子,因此高于100℃(一般取105℃-120℃)常压下的烘干即可达到此目的,这样有利于简化操作流程。对于含微孔类的或吸附特性很强的样品,常温常压下就很容易吸附杂质分子,或是在制造过程中导致其表面吸附很多其它分子,通常情况下有必要在真空条件下进行脱气处理,有时还必须在预处理过程中通入惰性保护气体,以利于样品表面杂质的脱附。总之,样品预处理的目的是使样品表面变得洁净,以确保比表面积及孔径(孔隙度)测量结果的准确有效。吸附质气体特性气体吸附法比表面积及孔径分布分析测试中,对吸附质气体最基本要求是其化学性质稳定,被吸附过程中不会对样品本身的性能和表面吸附特性产生任何影响,且必须是可逆的物理吸附。氮气是最常用的吸附质,实践表明,绝大多数物质的测定选择氮气作为吸附质,测试的结果准确性和重复性都很理想。对于含有微孔类的样品,若微孔尺度非常小,基本接近氮气分子的直径时,一方面氮气的分子很难或根本无法进入微孔内,导致吸附不完全;另一方面,气体分子在与其直径相当的孔内吸附特性非常复杂,受很多额外因素影响,因此吸附量大小不能完全反应样品表面积的大小。对于这类样品,一般采用分子直径更小的氩气或氪气来作为吸附质,以利于样品的吸附和保证测试结果的有效性。测试方法因素不同的测试方法对测试结果也会有很大的影响,不同的测试方法有着各自的优缺点。连续流动法中,由于采用的是“对比”的原理,相比容量法,能有效降低样品处理对测试结果的影响。通过对比的方法,在某种程度上,标准样品和被测样品由于处理的不完善导致的误差可以抵消掉,前提是两种样品的表面结构和吸附特性相近似,处理条件相同。这对于用于产品质量现场控制目的的检测非常有价值,减少样品处理时间,可以大大提高检测效率。如果用同样的物质作为标准样品和被测样品,由于表面结构和吸附特性近似,比表面积测试结果就会对样品处理条件不敏感,换句话说就是误差被抵消掉。因此连续流动法非常适合产品质量现场检测。相反,容量法可以说对样品处理非常敏感,因其采用的是绝对的吸附量测定原理,任何的表面不洁净或其它影响吸附质吸附过程的因素都会对测定结果产品直接的影响。

  • 【原创大赛】如何测量比表面及孔径?一文带你了解气体吸附仪

    测量比表面和孔径分析的方法包括:气体吸附法、压汞法、电子显微镜法(SEM 或 TEM)、小角 X 光散射(SAXS)和小角中子散射(SANS)、电声电振法、核磁共振法、图像法大孔分析技术等。其中气体吸附法是常见的分析方法。气体吸附法孔径测量范围从 0.35nm~ 100nm 以上,涵盖了全部微孔和介孔,甚至延伸到大孔。另外,气体吸附技术相对于其它方法,容易操作,成本较低。如果气体吸附法结合压汞法,则孔径分析范围就可以覆盖从大约 0.35nm到1mm 的范围。气体吸附法也是测量所有表面的最佳方法(不规则的表面和开孔内部的面积)。使用气体吸附法进行分析的仪器常用来测定物质的比表面及孔径特征,也可以直接测量物质的吸附特性,因此也常统称为吸附仪。从实际用途来看,主要包含:比表面及孔径分析仪、多组分气体吸附仪、高压吸附仪、蒸汽吸附仪、真密度仪、化学吸附仪等。气体吸附法原理:当固体表面的原子所处的环境与体相原子不同,它受到一个不平衡的力的作用;因此,当气体与清洁固体表面接触时,将与固体表面发生相互作用;气体在固体表面上出现累积,其浓度高于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url],这种现象称为吸附现象。吸附气体的固体物质成为吸附剂,被吸附的气体成为吸附质。依据吸附剂和吸附质之间的不同作用力,气体吸附分为物理吸附仪和化学吸附仪。物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力(范德华力)所引起,吸附于固体表面的气体分子,不与固体产生化学反应,这种吸附称为物理吸附;利用物理吸附原理测量的仪器被称为物理吸附仪。由于范德华力存在于任何两分子间,所以物理吸附可以发生在任何固体表面上。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来,所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如:活性炭对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。物理吸附的特点是:吸附热小,吸附速度快,无选择性,可逆,通常是发生在接近气体液化点的温度,一般是多层吸附。物理吸附仪可以测定物质的比表面积、平均孔径和孔径分布等,此外也可以直接测试物质吸附性能。化学吸附是吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附,利用化学吸附原理进行测量的仪器被称为化学吸附仪。由于固体表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用。与物理吸附相比化学吸附具有吸附力强、对吸附气体有选择性、单层吸附、通常不可逆,样品不可回收再利用等特点,常用于测定催化剂酸碱活性位、活性金属表面积、金属分散度等。

  • 【分享】北京精微高博公司“高性能氮吸附比表面及孔径分析仪”项目喜获国家创新资金资助

    北京精微高博科学技术有限公司的“高性能氮吸附比表面及孔径分析仪”项目,喜获2011年国家中小企业创新基金的资助,这是精微高博公司产品在2010年4月获国家级技术鉴定之后,又一里程碑式的记录,这标志着精微高博公司自主研发创新能力达到了一个崭新的高度。当前,国际上先进的静态法比表面及孔径分析仪,正朝着高精密及微孔分析的方向发展,仪器的智能化,自动化程度也有了很大的提高,北京精微高博公司研制的高性能氮吸附比表面及孔径分析仪,已经在控制精度和测试精度上进入了世界先进行列,微孔测试下线可达到0.35nm,相对压力由10-7到10-1的等温吸附曲线测试压力点可>100点,0.35-2nm微孔孔径分布曲线得到的最可几孔径, 重复偏差<0.02nm,完全达到了国际先进水平,北京精微高博公司在国产比表面及孔径分析仪的研究与制造上取得了可喜的进步。

  • 【分享】微孔分布测试仪的主要特性

    微孔分布测试仪主要应用领域:催化剂,广泛用于石化、化工、医药、食品、农业、精细化工等领域;吸附剂,如活性炭、分子筛、活性氧化铝等,广泛用于环保领域;颜填料,无机颜料、碳酸钙、氧化锌、氧化硅、矿物粉等;陶瓷材料原料,氧化铝、氧化锆、氧化钇、氮化硅、碳化硅等;炭黑、白炭黑、纳米碳酸钙等用于橡塑材料的补强剂等;新型电池材料,如钴酸锂、锰酸锂、石墨等电极材料;发光稀土粉末材料;磁性粉末材料,如四氧化三铁、铁氧体等;纳米粉体材料,包括纳米陶瓷材料、纳米金属材料,纳米银粉、铁粉、铜粉、钨粉、镍粉等;其他,如超细纤维、多孔织物、复合材料、沉积物、悬浮物等  微孔分布测试仪的主要特性:  测试时间:多点BET法比表面积平均每个样品15分钟,孔径分布测试、孔隙度测试平均每个样品100分钟  主要功能:可实行BET比表面积(多点及单点)测试,Langmuir比表面积测试,炭黑外比表面积测定,吸附、脱附等温曲线测定,BJH孔径分布、总孔体积和平均孔径测定;  真空系统:极限真空度6×10-2Pa  微孔分布测试仪测量范围:比表面积≥0.01M2/g至无规定上限,孔尺寸0.7~400nm;  样品数量:可同时测定1-4个样品;  测量精度:≤±2%;  微孔分布测试仪的压力控制:高精度压力传感器,数字显示,精度0.2%,独特的充气与抽气速度自动控制系统  运行方式:高度自动化,智能化,长时间运行可以无人看管自行测试  测试气体:高纯氮气(不用氦气),氮气消耗量极小  微孔分布测试仪的吸附过程:样品不需要频繁从液氮杜瓦瓶中进出,液氮消耗极少  软件系统:在Windows平台上,提供过程控制和数据采集、处理、报告系统,多种测试方法可自由方便选择,在计算机屏幕上,同步显示吸、脱附,比表面积及微孔分布测量仪测试过程、可随时查看已完成部分的测试数据;本机软件功能强大、界面友好、兼容性高、使用方便;

  • 免费直播讲座——氮吸附法介孔与大孔的测试与分析

    [b][color=#ff0000][b][color=#ff0000]直播时间:[/color][/b]2018/11/15 10:00[/color][color=#ff0000]讲师介绍:[/color][/b]钟家湘 : 北京理工大学材料学院教授,获得国务院颁发的政府特殊津贴;2004至2017年,担任北京精微高博科学技术有限公司学术带头人,曾研发成功多种系列的氮吸附比表面及孔径分析仪,被誉为中国氮吸附仪的开拓者,2015年获我国第二届科学仪器行业“研发特别贡献奖”[color=#ff0000][b]内容简介:[/b][/color]本讲主要内容:1. 测试方法、过程,从吸附量到孔体积的详细推算;2. BJH法孔径分布的表征方法,各个表征参数的物理含义、推导过程、应用价值;3. 孔径分析的重点、难点,吸脱附如何选择,滞后曲线与孔型的关系;4. 影响测试精度因素的分析比表面与孔径分析原理及应用专家系列讲座目录第一讲 [color=#ffffff]1.[/color]氮吸附法比表面及孔径分析原理[color=#ffffff][/color]第二讲 连续流动色谱法比表面仪原理及应用第三讲 静态容量法比表面及孔径分析仪原理及应用第四讲 氮吸附法介孔与大孔的测试与分析第五讲 氮吸附法微孔的测试与分析第六讲 密度函数理论在孔径分析中的应用[color=#ff0000][b]免费报名链接:[/b][/color][url]https://www.instrument.com.cn/ykt/Course/Live/Index?sId=127[/url][b][color=#ff0000]温馨提示:[/color][/b]本讲座直播免费哦,点播需购买整个系列讲座,详情见[url]https://www.instrument.com.cn/ykt/course/course/detail?sid=106[/url],免费名额有限哦,先到先得!

  • 【原创】动态色谱法比表面仪不适合做孔径测试原因分析

    [align=center][b][size=3][font=宋体]动态色谱法比表面仪不适合做孔径测试原因分析[/font][/size][/b][/align][size=3][font=宋体] 国外比表面及孔径分析仪测试孔径全部为静态容量法,没有任何一个型号的仪器采用动态色谱法来测试孔径分布;虽然国内动态色谱法在比表面测试方面已经比较成熟,但在前两年市面上出现的把动态色谱法应用到孔径分析,此种仪器虽然软件做到了勉强可以做出孔径分析数据,但由于受动态色谱法仪器检测器检测范围和测试原理的限制,其在孔径分析方面有诸多缺陷,当其作为在静态法仪器推出之前的一种国产孔径分析仪器的补充和过度,填补了国产比表面仪在孔径分析方面的缺失,而这个仅仅对商家利益有益,用动态法测得的孔径分布数据时近似或难以被认同的。[/font][/size][size=3][font=宋体]相对静态容量法,动态色谱法比表面仪不适合不适合做孔径测试,主要有四个因素:[/font][/size][size=3][/size][b][size=3][font=宋体]一、[/font][/size][size=3][font=宋体]动态色谱法测试液氮消耗比静态容量法快,需要补充,不适合长时间连续自动多点运行;[/font][/size][/b][size=3][font=楷体_GB2312]孔径分析时,通常要分析40个以上的分压点。[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]动态色谱法测试时,每一个分压点的吸附脱附需要样品管进出液氮杯一次,吸附时样品管进入液氮杯吸热降温,吸附平衡后再离开液氮杯升温脱附,下个分压点时再次浸入液氮,使得每个分压点的测试都使液氮消耗量较大;每个分压点需要约20-30min,所以对孔径测试40-80个分压点测试需要15-40小时,耗时长,且需要多次人为添加液氮,使得测试过程繁琐,不能脱离人工看管而完全自动化,所以动态法仪器不适合做需要大量分压点的精确分析; [/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]静态法仪器,装样管可以很长(液氮杯深度和样品管长度一般在20-30cm),插入深而小口的杜瓦杯内,并将杯口遮盖,测试过程中无需样品管出入液氮杯,保温效果好,热量损失小,每个分压点需要约3-5min,40-80个分压点耗时4-8小时,在整个测试过程中都可以不用添加液氮,可以进行大量分压点的精细分析; [/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]1.[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]没有任何一款动态法仪器测试40个分压点可以低于12个小时;而静态法平均只需要3小时左右;做70个分压点的精细分析,动态法仪器耗时不可能低于24小时,而静态法需要约6小时;[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]2.[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]动态法通常需要1小时就添加一次液氮,而静态容量法由于配备有液氮面伺服保持系统,整个测试过程中无需添加液氮;[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]所以这两点是动态法仪器不适合进行孔径分析这种长时间自动运行的第一个原因;[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]二、[/font][/size][b][size=3][font=宋体]由于高纯气体内杂质的影响,使动态色谱法每测试一点需要对样品进行吹扫处理后再继续测试下一个点,而静态容量法不需要。[/font][/size][/b][size=3][font=楷体_GB2312][/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]测试所使用的高纯氮气和高纯氦气纯度一般为99.99%到99.999%,其中0.001%-0.01%的杂质气体(主要为水分等高沸点易吸附气体)在低温吸附时会首先被吸附,从而对吸附氮气量造成影响;由于色谱法比表面测试中气体是连续流过待测样品,所以每个分压点测试的(20-30min)过程中将有大约1000ml的气体流经待测样品,40个分压点的整个测试过程将有40L左右的气体流经每个样品表面;对于单个分压点流经样品表面的1000ml气体中的高沸点杂质将有0.01-0.05ml左右,[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]而对于500mg比表面积为1m[sup]2[/sup]/g的材料,在其表面形成水的单分子层吸附所需要的水的量为:0.069 ml(标况),[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]所以,杂质吸附对下一分压点氮气吸附的影响就不能忽略,而需要重新吹扫处理后再进行下分压一点吸附,否则将得到的是表面被水分子包裹后的材料颗粒对氮气分子的吸附了,此测试结果显然不会可靠;[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]静态法仪器每个分压点充入样品管的氮气量很少,每个分压点注入的氮气量只有几个毫升,消耗氮气量只有动态法的几百分之一,吸附质气体中的杂质影响程度将降到非常小; [/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]而目前市面上可测孔径的动态色谱法仪器没有一款会在一个分压点结束后对样品进行重新处理;所以动态色谱法仪器若是省略吹扫处理,这将造成结果的不准确;若是不省略,那将需要每测试完一个分压就得将样品重新处理,这将使仪器无法连续自动运行,成为繁琐长时间的人工操作;[/font][/size][size=3][font=楷体_GB2312]所以这点是动态法仪器不适合进行孔径分析这种长时间自动运行的另一个原因;[/font][/size][b][size=3][font=宋体]三、[/font][/size][size=3][font=宋体]动态色谱法仪器不能测试真正意义的脱附等温线;[/font][/size][/b][size=3][font=楷体_GB2312]动态色谱法仪器的吸附脱附方式决定了动态法仪器是不能测试材料的脱附等温线的,只能测试材料的吸附等温线;而脱附等温线和吸附等温线是不重合的,即有脱附回线;而国际常用的孔径分析理论都建议采用脱附等温线进行孔径分析;所以用动态法仪器采用吸附等温线得到的孔径分析数据时不可靠或难以被认可的,只能作为一种参考数据;[/font][/size][b][size=3][font=宋体]四、[/font][/size][size=3][font=宋体]动态色谱法仪器测试范围窄;[/font][/size][/b][size=3][font=楷体_GB2312]若用吸附等温线来代替脱附等温线进行孔径分析,动态色谱法仪器由于检测器是采用热导池检测器,所以氮气的分压测试范围不能过低也不能过高,其对氮气分压的测试范围只能最大只能达到0.01-0.95,无法达到孔径测试所要求的分压范围0-1,使孔径测试范围只能达到2-100nm,而静态容量法仪器的氮气分压测试范围将达到0-1全范围内,测试孔径的范围将达到0.35-400nm;[/font][/size][color=blue][size=3][font=宋体] [/font][/size][/color][size=3][font=宋体] [/font][/size][size=3][font=宋体]由以上4点可以看出,静态容量法是通过对固定空间的压力变化来检测粉体材料对氮气的吸附量,更适合做孔径及比表面分析;而动态色谱法是通过载气中氮气浓度变化来检测粉体材料对氮气的吸附量,则只适合进行比表面分析。[/font][/size]

  • 【原创】活性炭孔径测试需注意的问题

    活性碳是一种含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达,比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。孔径一般分为三类:大孔:1000-1000000A过渡孔:20-1000A微孔:20A,据经验分析活性炭的孔在直径10纳米以下分布较多;所以对于活性炭孔径的测试,在压力较低的位置,应该设置较多的压力点,相应的吸附时间也加长一些,以保证在改点吸附完全;而在压力较高的点就可以设置较少的点,吸附平衡时间可设位3分钟左右,个别点可相应延长,这根据具体情况来确定。

  • 【原创】为什么动态色谱法不适合做孔径测试分析?

    国外比表面及孔径分析仪测试孔径全部为静态容量法,没有任何一个型号的仪器采用动态色谱法来测试孔径分布;虽然国内动态色谱法在比表面测试方面已经比较成熟,但在前两年市面上出现的把动态色谱法应用到孔径分析,此种仪器虽然软件做到了勉强可以做出孔径分析数据,但由于受动态色谱法仪器检测器检测范围和测试原理的限制,其在孔径分析方面有诸多缺陷,当其作为在静态法仪器推出之前的一种国产孔径分析仪器的补充和过度,填补了国产比表面仪在孔径分析方面的缺失,而这个仅仅对商家利益有益,用动态法测得的孔径分布数据时近似或难以被认同的。相对静态容量法,动态色谱法比表面仪不适合不适合做孔径测试,主要有四个因素:一、动态色谱法测试液氮消耗比静态容量法快,需要补充,不适合长时间连续自动多点运行;孔径分析时,通常要分析40个以上的分压点。动态色谱法测试时,每一个分压点的吸附脱附需要样品管进出液氮杯一次,吸附时样品管进入液氮杯吸热降温,吸附平衡后再离开液氮杯升温脱附,下个分压点时再次浸入液氮,使得每个分压点的测试都使液氮消耗量较大;每个分压点需要约20-30min,所以对孔径测试40-80个分压点测试需要15-40小时,耗时长,且需要多次人为添加液氮,使得测试过程繁琐,不能脱离人工看管而完全自动化,所以动态法仪器不适合做需要大量分压点的精确分析; 静态法仪器,装样管可以很长(液氮杯深度和样品管长度一般在20-30cm),插入深而小口的杜瓦杯内,并将杯口遮盖,测试过程中无需样品管出入液氮杯,保温效果好,热量损失小,每个分压点需要约3-5min,40-80个分压点耗时4-8小时,在整个测试过程中都可以不用添加液氮,可以进行大量分压点的精细分析; 1. 没有任何一款动态法仪器测试40个分压点可以低于12个小时;而静态法平均只需要3小时左右;做70个分压点的精细分析,动态法仪器耗时不可能低于24小时,而静态法需要约6小时;2. 动态法通常需要1小时就添加一次液氮,而静态容量法由于配备有液氮面伺服保持系统,整个测试过程中无需添加液氮;所以这两点是动态法仪器不适合进行孔径分析这种长时间自动运行的第一个原因;二、由于高纯气体内杂质的影响,使动态色谱法每测试一点需要对样品进行吹扫处理后再继续测试下一个点,而静态容量法不需要。测试所使用的高纯氮气和高纯氦气纯度一般为99.99%到99.999%,其中0.001%-0.01%的杂质气体(主要为水分等高沸点易吸附气体)在低温吸附时会首先被吸附,从而对吸附氮气量造成影响;由于色谱法比表面测试中气体是连续流过待测样品,所以每个分压点测试的(20-30min)过程中将有大约1000ml的气体流经待测样品,40个分压点的整个测试过程将有40L左右的气体流经每个样品表面;对于单个分压点流经样品表面的1000ml气体中的高沸点杂质将有0.01-0.05ml左右,而对于500mg比表面积为1m2/g的材料,在其表面形成水的单分子层吸附所需要的水的量为:0.069 ml(标况),所以,杂质吸附对下一分压点氮气吸附的影响就不能忽略,而需要重新吹扫处理后再进行下分压一点吸附,否则将得到的是表面被水分子包裹后的材料颗粒对氮气分子的吸附了,此测试结果显然不会可靠;静态法仪器每个分压点充入样品管的氮气量很少,每个分压点注入的氮气量只有几个毫升,消耗氮气量只有动态法的几百分之一,吸附质气体中的杂质影响程度将降到非常小; 而目前市面上可测孔径的动态色谱法仪器没有一款会在一个分压点结束后对样品进行重新处理;所以动态色谱法仪器若是省略吹扫处理,这将造成结果的不准确;若是不省略,那将需要每测试完一个分压就得将样品重新处理,这将使仪器无法连续自动运行,成为繁琐长时间的人工操作;所以这点是动态法仪器不适合进行孔径分析这种长时间自动运行的另一个原因;三、动态色谱法仪器不能测试真正意义的脱附等温线;动态色谱法仪器的吸附脱附方式决定了动态法仪器是不能测试材料的脱附等温线的,只能测试材料的吸附等温线;而脱附等温线和吸附等温线是不重合的,即有脱附回线;而国际常用的孔径分析理论都建议采用脱附等温线进行孔径分析;所以用动态法仪器采用吸附等温线得到的孔径分析数据时不可靠或难以被认可的,只能作为一种参考数据;四、动态色谱法仪器测试范围窄;若用吸附等温线来代替脱附等温线进行孔径分析,动态色谱法仪器由于检测器是采用热导池检测器,所以氮气的分压测试范围不能过低也不能过高,其对氮气分压的测试范围只能最大只能达到0.01-0.95,无法达到孔径测试所要求的分压范围0-1,使孔径测试范围只能达到2-100nm,而静态容量法仪器的氮气分压测试范围将达到0-1全范围内,测试孔径的范围将达到0.35-400nm; 由以上4点可以看出,静态容量法是通过对固定空间的压力变化来检测粉体材料对氮气的吸附量,更适合做孔径及比表面分析;而动态色谱法是通过载气中氮气浓度变化来检测粉体材料对氮气的吸附量,则只适合进行比表面分析。

  • 压汞法测试孔径参数分析报告

    本材料检测中心主要从事石墨及碳素材料等分析,孔径分析测试主要是使用麦克莫瑞提克的压汞仪,型号为9500.今天主要谈谈孔径测试及压汞仪的了解。[font=宋体]一、[/font][font=宋体]对孔径测试及压汞仪的了解[/font][font=宋体]孔径测试[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]孔的定义:不同的孔可视作固体内的孔、通道或空腔,或者是形成床层、压制提或团聚体的固体颗粒间的空间(如缝隙或空隙);本测试不能测试固体中的闭孔;[/font][font=宋体]二、[/font][font=宋体]孔径测试的常用方法:[/font][font=宋体]三、[/font][font=宋体][font=宋体]压汞法:加压向孔内充汞。适用于根据最大挤压压力[/font][font=Calibri]60000psi[/font][font=宋体],孔径范围[/font][font=Calibri]0.003um[/font][font=宋体]到[/font][font=Calibri]400um[/font][font=宋体]之间的大多数材料。(本公司设备最大挤压压力[/font][font=Calibri]33000psi [/font][font=宋体],测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.0055um[/font][font=宋体]到[/font][font=Calibri]400um [/font][font=宋体])[/font][/font][font=宋体]四、[/font][font=宋体][font=宋体]气体吸附分析介孔[/font][font=Calibri]-[/font][font=宋体]大孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.002um[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]0.1um[/font][font=宋体]之间;[/font][/font][font=宋体]五、[/font][font=宋体][font=宋体]气体吸附分析微孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.4nm[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]2.0nm[/font][font=宋体]之间;[/font][/font][font=宋体]孔径测试[/font][font=宋体]孔的定义:不同的孔可视作固体内的孔、通道或空腔,或者是形成床层、压制提或团聚体的固体颗粒间的空间(如缝隙或空隙);本测试不能测试固体中的闭孔;[/font][font=宋体]孔径测试的常用方法:[/font][font=宋体] [font=宋体]压汞法:加压向孔内充汞。适用于根据最大挤压压力[/font][font=Calibri]60000psi[/font][font=宋体],孔径范围[/font][font=Calibri]0.003um[/font][font=宋体]到[/font][font=Calibri]400um[/font][font=宋体]之间的大多数材料。(本公司设备最大挤压压力[/font][font=Calibri]33000psi [/font][font=宋体],测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.0055um[/font][font=宋体]到[/font][font=Calibri]400um [/font][font=宋体])[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]气体吸附分析介孔[/font][font=Calibri]-[/font][font=宋体]大孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.002um[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]0.1um[/font][font=宋体]之间;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]气体吸附分析微孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围[/font][font=Calibri]0.4nm[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]2.0nm[/font][font=宋体]之间;[/font][/font][font=宋体]压汞仪了解[/font][font=宋体][font=宋体]压汞法原理:汞对大多数固体材料具有非润湿性,需外加压力才能进入固体孔中,对于圆柱型孔模型,汞能进入的孔的大小与压力符合[/font][font=Calibri]Washburn[/font][font=宋体]方程,控制不同的压力,即可测出压入孔中汞的体积,由此得到对应于不同压力的孔径大小的累积分布曲线或微分曲线。[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]Washburn[/font][font=宋体]方程了解: [/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [font=宋体]方程的作用:将压力与孔径间建立了关系;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]方程的基础:将所有孔都假设成理想的圆柱形孔模型;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]方程的不足:实际上孔的结构多种多样,存在以偏概全的问题;[/font][/font][font=宋体]压汞法优势:压汞法能测试的孔径范围宽广,覆盖大孔和中孔范围,可通过测试结果推导出尽可能多的孔结构信息;[/font][font=宋体]压汞仪测试原理[/font][font=宋体][font=Calibri]Autopore IV9500[/font][font=宋体]压汞法原理:将已烘干样品放入合适的膨胀计,将膨胀计放入低压测试区间,先对膨胀计抽真空,然后压入汞,运用氮气压缩方式测试[/font][font=Calibri]0[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]30psi[/font][font=宋体]的压汞量;测试完成后将膨胀剂放入高压测试区间,通过油压方式测试[/font][font=Calibri]30[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]33000psi[/font][font=宋体]的压汞量,根据[/font][font=Calibri]Washburn[/font][font=宋体]方程得到对应于不同压力的孔径大小,并作出相应数据分析。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]膨胀计的选择:[/font] [/font][font=宋体] [font=宋体]要求:样品孔体积应在[/font][font=Calibri]25%[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]90%[/font][font=宋体]范围的毛细管体积;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]对不同孔隙率的样品在加工上及膨胀计选择上需合理。[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]压汞仪低压测试原理[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]低压测试原理[/font][font=宋体] [font=宋体]一、使用真空泵将膨胀计抽真空至[/font][font=Calibri]20mg[/font][font=宋体]汞柱;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]二、通过真空效果,将汞压入膨胀计;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]三、通过外接的氮气压力进行压汞至[/font][font=Calibri]30psi[/font][font=宋体],过程中根据设定点位收集 压汞体积;[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]压汞仪高压测试原理[/font][font=宋体]高压测试原理[/font][font=宋体] [font=宋体]一、将做完低压已灌满汞的膨胀计装入高压装置;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]二、通过液压泵和倍增器进行加压至[/font][font=Calibri]33000psi[/font][font=宋体];[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]三、过程中根据设定点位收集[/font] [font=宋体]压汞体积;[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]三、数据分析处理[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [font=宋体]常规参数分析[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]已知条件:样品质量[/font][font=Calibri]Ws[/font][font=宋体]:直接称量;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]空管体积[/font][font=Calibri]Vp[/font][font=宋体]:通过空管校准,系统内部计算得出;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]空管质量[/font][font=Calibri]Wp[/font][font=宋体]:直接称得;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]汞的密度[/font][font=宋体]ρ:根据控制室温直接给出;[/font][/font][font=宋体] [font=宋体]样品[/font][font=Calibri]+[/font][font=宋体]空管[/font][font=Calibri]+[/font][font=宋体]汞质量[/font][font=Calibri]Wpsm[/font][font=宋体]:直接称得;[/font][/font][font=宋体][font=宋体]累计压入体积:[/font][font=Calibri]Ii=Vi/Ws[/font][font=宋体],为了更好的进行物质间对比,这里的累计压入体 积是以单重量样品来计算的;[/font][/font][font=宋体][font=宋体]总压入体积:[/font][font=Calibri]Itot=Vtot/Ws[/font][font=宋体],通过不同物质对比,可以很直观的看出不同物质的孔体积差异;[/font][/font][font=宋体][font=宋体]样品体积:[/font][font=Calibri]Vb=Vp-Vm=Vp-(Wpsm-Ws-Wp)/ [/font][font=宋体]ρ[/font][font=Calibri],[/font][font=宋体]样品体积是根据空管体积减去压入的汞体积计算得出。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]孔隙率[/font][font=Calibri]%[/font][font=宋体]:[/font][font=Calibri]Ppc=100*Vtot/Vb[/font][font=宋体],孔隙率能总体看出样品的孔量。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]体密[/font][font=Calibri](0.51psi[/font][font=宋体]下[/font][font=Calibri])[/font][font=宋体]:[/font][font=Calibri]Yb=Ws/Vb=Ws/(Vp-(Wpsm-Wp-Ws)/ [/font][font=宋体]ρ[/font][font=Calibri])[/font][font=宋体],该数据属于表观数据,将物质内的孔体积都算在密度内;[/font][/font][font=宋体][font=宋体]骨架密度([/font][font=Calibri]32983.86 psi[/font][font=宋体]):[/font][font=Calibri]Ys=Ws/Vs=Ws/(Vb-Vtot)[/font][font=宋体],该数据是扣除了孔体积后的样品体积计算得出的密度,更接近于样品的真实密度。当然,这里只代表在[/font][font=Calibri]32983.86 psi[/font][font=宋体]下所能测得的孔径。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]中值孔径([/font][font=Calibri]V[/font][font=宋体]):先通过[/font][font=Calibri]Ik=Itot/2[/font][font=宋体],计算出中位累计进汞体积,再根据数据查出相应的孔径,即为中值孔径。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]中值孔径([/font][font=Calibri]A[/font][font=宋体]):先通过[/font][font=Calibri]Ak=Atot/2[/font][font=宋体],计算出中位累计面积,再根据数据查出相应的孔径,即为中值孔径。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]平均孔径([/font][font=Calibri]4V/A[/font][font=宋体])[/font][font=Calibri]:[/font][font=宋体]以理想型圆柱体模型为基础,[/font][font=Calibri]Dav=4*Itot/Atot,[/font][font=宋体]从而算出其平均直径。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]累计孔面积:[/font][font=Calibri]Ai=Aij+Aij-1+[/font][font=宋体]…[/font][font=Calibri].+Ai1[/font][font=宋体];而单孔面积计算是[/font][font=Calibri]Aij=4*Iij/Dmi[/font][font=宋体],从这也看出,相同压汞体积下,孔径越小,孔面积越大。[/font][/font]END[font=宋体] [/font]

  • 【原创】为啥康塔仪器测试微孔最可几孔径偏大

    如题。原因之一,个人认为是源于计算模型中把微孔中吸附(脱附)的氮气完全当成是液态的氮,其密度也是依照液氮的密度来计算,我们做完实验得到是氮气气体的体积,氮气气体体积我们用小写v表示,液态氮体积用大写V表示,他们之间的关系式是:V=v*0.001547(纯气体换算成纯液体)。而根据密度分布函数可知,微孔中吸附的氮是处于一种“松流体”状态,也就是说不完全是液态的,同时还存在气态的氮,其密度(或者说气液转换关系式)应介于气体和液体之间,且随着孔径的变小,孔中松流体的密度越来越趋向于氮气气体密度。所以,从这个层面上说,上面的关系式已经不适合于做微孔孔容得计算。新的关系式V=v*k(k应小于0.001547,且和微孔孔径、以及其他复杂参数有关的一个参数,),所以V应该更小,同理相对应的孔径也应该更小。故最可几孔径应该更小。我想这应该是康塔仪器做微孔测试,为啥结果总是偏大的原因之一吧。以上只是个人见解,不对之处还望老师指正。谢谢!

  • 氮吸附法比表面积测试仪器

    氮吸附法比表面积测试仪器有哪些,各自的优缺点是什么?目前调研比表面积测试仪器,想知道进口与国产的仪器价格和优缺点,麻烦各位大佬帮帮忙,谢谢~~~~~~~~~

  • 关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明

    目的:是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念,不会讲太多源头理论,内容不多,力求简明实用。本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践,做个总结一是长久以来的心愿,二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。由于内容是自己的总结和认识,很可能会有部分错误,希望大家能给予建议、批评和指导,好对内容做进一步的完善。★★注意★★我们拿到的数据,只有吸脱附曲线是真实的,比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。经常听到有同学说去做个BET,其实做的不是BET,是氮气等温吸脱附曲线,BET(Brunauer-Emmet-Teller)只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下,得到单层吸附量数据Vm,然后据此算出比表面积,如此而已。◆六类吸附等温线类型  几乎每本类似参考书都会提到,前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类,先由此四人将大量等温线归为五类,阶梯状的第六类为Sing增加。每一种类型都会有一套说法,其实可以这么理解,以相对压力为X轴,氮气吸附量为Y轴,再将X轴相对压力粗略地分为低压(0.0-0.1)、中压(0.3-0.8)、高压(0.90-1.0)三段。那么吸附曲线在: 低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型,ІІ型,Ⅳ型),较多微孔存在时由于微孔内强吸附势,吸附曲线起始时呈І型;低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型,Ⅴ型)。 中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚,介孔分析就来源于这段数据,包括样品粒子堆积产生的孔,有序或梯度的介孔范围内孔道。BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据; 高压段可粗略地看出粒子堆积程度,如І型中如最后上扬,则粒子未必均匀。平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。◆几个常数※ 液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米,形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※ 标况(STP)下1mL氮气凝聚后(假定凝聚密度不变)体积为0.001547mL 例:如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL,则可知总孔容=400*0.001547=400/654=约0.61mL※ STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米 例:BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)=4.354*Vm,其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率+截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明 此等温线属IUPAC 分类中的IV型,H1滞后环。从图中可看出,在低压段吸附量平缓增加,此时N2 分子以单层到多层吸附在介孔的内表面,对有序介孔材料用BET方法计算比表面积时取相对压力p/p0 = 0.10~0.29比较适合。在p/p0 =0.5~0.8左右吸附量有一突增。该段的位置反映了样品孔径的大小,其变化宽窄可作为衡量中孔均一性的根据。在更高p/p0时有时会有第三段上升,可以反映出样品中大孔或粒子堆积孔情况。由N2-吸脱附等温线可以测定其比表面积、孔容和孔径分布。对其比表面积的分析一般采用BET(Brunauer-Emmett-Teller)方法。孔径分布通常采用BJH(Barrett-Joiner- Halenda)模型。◆Kelvin方程  Kelvin方程是BJH模型的基础,由Kelvin方程得出的直径加上液膜厚度就是孔道直径。弯曲液面曲率半径R‘=2γVm/,若要算弯曲液面产生的孔径R,则有R’Cosθ=R,由于不同材料的接触角θ不同,下图给出的不考虑接触角情况弯曲液面曲率半径R‘和相对压力p/po对应图:◆滞后环※滞后环的产生原因  这是由于毛细管凝聚作用使N2 分子在低于常压下冷凝填充了介孔孔道,由于开始发生毛细凝结时是在孔壁上的环状吸附膜液面上进行,而脱附是从孔口的球形弯月液面开始,从而吸脱附等温线不相重合,往往形成一个滞后环。还有另外一种说法是吸附时液氮进入孔道与材料之间接触角是前进角,脱附时是后退角,这两个角度不同导致使用Kelvin方程时出现差异。当然有可能是二者的共同作用,个人倾向于认同前者,至少直觉上(玄乎?)前者说得通些。※滞后环的种类 滞后环的特征对应于特定的孔结构信息,分析这个比较考验对Kelvin方程的理解。 H1是均匀孔模型,可视为直筒孔便于理解。但有些同学在解谱时会说由H1型滞后环可知SBA-15具有有序六方介孔结构,这是错误的说法。H1型滞后环可以看出有序介孔,但是否是六方、四方、三角就不知道了,六方是小角XRD看出来的东西,这是明显的张冠李戴; H2比较难解释,一般认为是多孔吸附质或均匀粒子堆积孔造成的,多认为是 “ink bottle”,等小孔径瓶颈中的液氮脱附后,束缚于瓶中的液氮气体会骤然逸出; H3与H4相比高压端吸附量大,认为是片状粒子堆积形成的狭缝孔; H4也是狭缝孔,区别于粒子堆集,是一些类似由层状结构产生的孔。※中压部分有较大吸附量但不产生滞后环的情况  在相对压力为0.2-0.3左右时,根据Kelvin方程可知孔半径是很小,有效孔半径只有几个吸附质分子大小,不会出现毛细管凝聚现象,吸脱附等温线重合,MCM-41孔径为2、3个nm时有序介孔吸脱附并不出现滞后环。◆介孔分析  通常采用的都是BJH模型(Barrett-Joiner- Halenda),是Kelvin方程在圆筒模型中的应用,适用于介孔范围,所得结果比实际偏小。  针对MCM-41、SBA-15孔结构分析的具更高精度的KJS(Kruk-Jaroniec-Sayari)及其修正方法,KJS出来时用高度有序的MCM41为材料进行孔分析,结合XRD结果,得出了比BJH有更高精度的KJS方程,适用孔径分析范围在2-6.5nm之间。后来又做了推广,使之有较大的适用范围,可用于SBA-15孔结构(4.6-30nm)的表征。◆关于t-Plot和αs方法  是对整条吸附或脱附曲线的处理方法,t-Plot可理解为thickness图形法,以氮气吸附量对单分子层吸附量作图,凝聚时形成的吸附膜平均厚度是平均吸附层数乘以单分子层厚度(0.354nm),比表面积=0.162*单分子层吸附量*阿伏加德罗常数。样品为无孔材料时,t-Plot是一条过原点直线,当试样中含有微孔,介孔,大孔时,直线就会变成几段折线,需要分别分析。αs方法中的下标是standard的意思,Sing提出用相对压力为0.4时的吸附量代替单分子层吸附量,再去作图,用这种方法先要指定一个标准,或是在仪器上做一个标样,处理方法和图形解释两种方法是类似的。两则之间可以相互转化,t=0.538αs◆微孔分析  含微孔材料的微孔分析对真空度,控制系统,温度传感器有不同的要求,测试时间也比较长,时间可能是普通样品的十倍甚至二十倍。由于微孔尺寸和探针分子大小相差有限,部分微孔探针分子尚不能进入,解析方法要根据不同的样品来定,需要时可借鉴相关文献方法来参考,再则自己做一批样品采用的是一种分析方法,结果的趋势多半是正确的。现在用一种模型来分析所有范围的孔径分布还是有些困难,非线性密度泛涵理论(NLDFT)听说是可以,但论文中采用的较少。★送样提醒★  明确测试目的:比表面积和孔结构对活性中

  • 静态容量法氮吸附测试技术

    静态容量法测量氮吸附量与动态法不同,他是在一个密闭的系统中,改变粉体样品表面的氮气压力,从0逐步变化到接近1个大气压,用高精度压力传感器测出样品吸附前后压力的变化,再根据气体状态方程计算出气体的吸附量或脱附量。测出了氮吸附量后,根据氮吸附理论计算公式,便可求出BET比表面及孔径分布。静态容量法测试技术的关键因素主要有压力传感器的精度、死容积测量精度、真空密封性、试样温度和冷却剂液面的变化、样品室温度场的校正等。欧美等发达国家基本上均采用静态容量法氮吸附仪,我国每年的进口量也不少,但由于价格昂贵,在我国的应用受到限制,近来北京彼奥德科学技术有限公司已研制成功具有我国自主知识产权的SSA-系列静态氮吸附仪,代替进口已成必然趋势。

  • 压汞法测试孔径参数分析报告

    压汞法测试孔径分布参数分析报告 [font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]压汞法是一种通过测量汞在压力作用下进入多孔材料孔隙的过程来评估材料孔结构特性的方法。[/color][/font][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]?这种方法利用汞对大多数固体材料具有非润湿性的特点,通过外加压力使汞进入固体孔中。对于圆柱型孔模型,汞能进入的孔的大小与压力符合[/color][/font][url=https://www.baidu.com/s?sa=re_dqa_generate&wd=Washburn%E6%96%B9%E7%A8%8B&rsv_pq=9c1d7da0003485f1&oq=%E5%8E%8B%E6%B1%9E%E6%B3%95%E6%B5%8B%E8%AF%95%E5%AD%94%E5%BE%84&rsv_t=1a84+LljYYdttKWJacycBpf21Lrul8D0l64HszgINjh2DJ9F370Tuf816B4d9Kn1Gcu/ErS2gscp&tn=44004473_52_oem_dg&ie=utf-8]Washburn方程[font=cos-icon !important][size=9px][/size][/font][/url][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333],通过控制不同的压力,可以测出压入孔中汞的体积,从而得到对应于不同压力的孔径大小的累积分布曲线或微分曲线。今天我们聊聊关于 压汞法测试孔径参数分析报告[/color][/font] [font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]一、对孔径测试及压汞仪的了解 [/color][/font] [font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]孔的定义:不同的孔可视作固体内的孔、通道或空腔,或者是形成床层、压制提或团聚体的固体颗粒间的空间(如缝隙或空隙);本测试不能测试固体中的闭孔; 孔径测试的常用方法: -压汞法:加压向孔内充汞。适用于根据最大挤压压力60000psi,孔径范围0.003um到400um之间的大多数材料。(本公司设备最大挤压压力33000psi ,测试孔径范围0.0055um到400um ) -气体吸附分析介孔-大孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围0.002um至0.1um之间; -气体吸附分析微孔法:液氮温度下,吸附氮气表征孔结构。测试孔径范围0.4nm至2.0nm之间; [/color][/font] [color=#333333]二[font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]、压汞仪了解[/color][/font] [/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]压汞法原理:汞对大多数固体材料具有非润湿性,需外加压力才能进入固体孔中,对于圆柱型孔模型,汞能进入的孔的大小与压力符合Washburn方程,控制不同的压力,即可测出压入孔中汞的体积,由此得到对应于不同压力的孔径大小的累积分布曲线或微分曲线。 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]Washburn方程了解: h2 = crσ cosθ t / (2η) 其中,c为毛细管形状系数,r为平均毛细管半径,σ为液体的?表面张力,η为?液体粘度,θ为?接触角,t为?时间 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333] 方程的作用:将压力与孔径间建立了关系; 方程的基础:将所有孔都假设成理想的圆柱形孔模型; 方程的不足:实际上孔的结构多种多样,存在以偏概全的问题; 压汞法优势:压汞法能测试的孔径范围宽广,覆盖大孔和中孔范围,可通过测试结果推导出尽可能多的孔结构信息; [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333] 三、压汞仪原理及使用 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]Autopore IV9500压汞法原理:将已烘干样品放入合适的膨胀计,将膨胀计放入低压测试区间,先对膨胀计抽真空,然后压入汞,运用氮气压缩方式测试0至30psi的压汞量;测试完成后将膨胀剂放入高压测试区间,通过油压方式测试30至33000psi的压汞量,根据Washburn方程得到对应于不同压力的孔径大小,并作出相应数据分析。 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]膨胀计的选择: 要求:样品孔体积应在25%至90%范围的毛细管体积; 对不同孔隙率的样品在加工上及膨胀计选择上需合理。 [/color][/font][/color][table=622][tr][td=1,1,90] [font=宋体]样品大致孔隙率[/font][/td][td=1,1,212] [font=宋体]膨胀计选择[/font][/td][td=1,1,320] [font=宋体]样品大小[/font][/td][/tr][tr][td=1,1,90] [font=&]3%-10%[/font][/td][td=1,1,212] [font=&]最大可挤体积[/font][font=&]0.392cc[/font][/td][td=1,1,320] [font=&]接近[/font][font=&]φ13.5*20[/font][font=&]mm(3cc)[/font][/td][/tr][tr][td=1,1,90] [font=&]10%-25%[/font][/td][td=1,1,212] [font=&]最大可挤体积[/font][font=&]1.131cc[/font][/td][td=1,1,320] [font=&]接近[/font][font=&]φ13.5*20[/font][font=&]mm(3cc)[/font][/td][/tr][tr][td=1,1,90] [font=&]25%-65%[/font][/td][td=1,1,212] [font=&]最大可挤体积[/font][font=&]1.131cc[/font][/td][td=1,1,320] [font=&]接近[/font][font=&]φ10*20[/font][font=&]mm(1.5cc)/3*[/font][font=&]φ8*10[/font][font=&]mm(0.5cc[/font][font=&])[/font][/td][/tr][tr][td=1,1,90] [font=&]≥[/font][font=&]65%[/font][/td][td=1,1,212] [font=&]最大可挤体积[/font][font=&]1.131cc[/font][/td][td=1,1,320] [font=&]接近[/font][font=&]φ8*10[/font][font=&]mm(0.5cc)[/font][/td][/tr][/table] 压汞仪低压测试原理 [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]低压测试原理 一、使用真空泵将膨胀计抽真空至20mg汞柱; 二、通过真空效果,将汞压入膨胀计; 三、通过外接的氮气压力进行压汞至30psi,过程中根据设定点位收集 压汞体积;[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]高压测试原理 一、将做完低压已灌满汞的膨胀计装入高压装置; 二、通过液压泵和倍增器进行加压至33000psi; 三、过程中根据设定点位收集 压汞体积;[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]四、数据分析处理[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]常规参数分析[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]已知条件:样品质量Ws:直接称量; 空管体积Vp:通过空管校准,系统内部计算得出; 空管质量Wp:直接称得; 汞的密度ρ:根据控制室温直接给出; 样品+空管+汞质量Wpsm:直接称得; 累计压入体积:Ii=Vi/Ws,为了更好的进行物质间对比,这里的累计压入体 积是以单重量样品来计算的; 总压入体积:Itot=Vtot/Ws,通过不同物质对比,可以很直观的看出不同物质的孔体积差异; 样品体积:Vb=Vp-Vm=Vp-(Wpsm-Ws-Wp)/ ρ,样品体积是根据空管体积减去压入的汞体积计算得出。 孔隙率%:Ppc=100*Vtot/Vb,孔隙率能总体看出样品的孔量。[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]体密(0.51psi下):Yb=Ws/Vb=Ws/(Vp-(Wpsm-Wp-Ws)/ ρ),该数据属于表观数据,将物质内的孔体积都算在密度内; 骨架密度(32983.86 psi):Ys=Ws/Vs=Ws/(Vb-Vtot),该数据是扣除了孔体积后的样品体积计算得出的密度,更接近于样品的真实密度。当然,这里只代表在32983.86 psi下所能测得的孔径。 中值孔径(V):先通过Ik=Itot/2,计算出中位累计进汞体积,再根据数据查出相应的孔径,即为中值孔径。 中值孔径(A):先通过Ak=Atot/2,计算出中位累计面积,再根据数据查出相应的孔径,即为中值孔径。 平均孔径(4V/A):以理想型圆柱体模型为基础,Dav=4*Itot/Atot,从而算出其平均直径。 累计孔面积:Ai=Aij+Aij-1+….+Ai1;而单孔面积计算是Aij=4*Iij/Dmi,从这也看出,相同压汞体积下,孔径越小,孔面积越大。[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]累计压汞量与孔径关系图分析[/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333][img=,678,577]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192134048883_4302_2140715_3.png!w678x577.jpg[/img][img=,678,577]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192134048883_4302_2140715_3.png!w678x577.jpg[/img][img=,672,576]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192134126732_6933_2140715_3.png!w672x576.jpg[/img] 1、从图中看出,一般的压汞过程接近正态分布,且孔体积的增加较为集中; 2、M825中心总压入汞量:0.1008mL/g;M825边部总压入汞量:0.1135mL/g; 说明M825中心的孔体积比边部少; 3、降压过程,孔结构简单的容易退汞,从图中看出M825中心比M825边部退汞 多,能看出M825边部的孔比M825中心结构更复杂多样; [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]累计压汞量与孔径关系一阶导数微分图分析 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333][img=,678,577]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192136219149_3954_2140715_3.png!w678x577.jpg[/img][img=,676,584]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192136296556_7465_2140715_3.png!w676x584.jpg[/img] [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]1、一阶导数:Idi=-(Ii-Ii-1)/Di-Di-1,表达的是瞬时的速率; 2、第一个峰的出现正好在最可几孔径附近,说明当时进汞体积加速,孔体积富集; 3、第二个峰出现在低孔径处,也是出现在高压强下,将许多不易进汞的孔填满; 4、对于第二个峰,当然还有一个假设,高压下导致样品坍塌,一些原本的闭孔被 填满。 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]累计压汞量与孔径对数微分图分析 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333][img=,678,577]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192139010814_9803_2140715_3.png!w678x577.jpg[/img][img=,690,579]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192139064276_6168_2140715_3.png!w690x579.jpg[/img] [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]1、对数微分:Ildi=-(Ii-Ii-1)/logDi-logDi-1; 2、从中只能看出最可几孔径,其他不明; [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]累计孔面积与孔径关系图分析 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333][img=,673,584]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408192140458508_5207_2140715_3.png!w673x584.jpg[/img] [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]1、孔面积的计算: Aij=4*Iij/Dmi,由公式得出,相同压汞体积下,孔径越小,孔 面积越大。 2、从图2可看出,1区间属于高斜率孔面积累计区,对应图1的1区间正好是最可几孔 径附近;2区间属于平稳增加孔面积区域,对应图1的2区间,其孔径增加量也较为平 均;3区间属于高斜率孔面积累计区,而孔体积的增加变化不明显,说明很有可能是 出现大量细小孔,短时间内增加孔面积。 [/color][/font][/color] [color=#333333][font=-apple-system, Arial, Helvetica, sans-serif][color=#333333]END[/color][/font][/color]

  • “比表面与孔径分析原理及应用”免费讲座福利包拿走不谢!

    [align=center][b][color=#ff0000]《比表面与孔径分析原理及应用》系列讲座之第一讲 [b]氮吸附法比表面及孔径分析原理[/b][/color][/b][/align][b][color=#ff0000]主讲人:[/color][/b]钟家湘,北京理工大学材料学院教授,获得国务院颁发的政府特殊津贴;2004至2017年,担任北京精微高博科学技术有限公司学术带头人,曾研发成功多种系列的氮吸附比表面及孔径分析仪,被誉为中国氮吸附仪的开拓者,2015年获我国第二届科学仪器行业“研发特别贡献奖”。[b][color=#ff0000]开讲时间:[/color][/b]2018年7月5日 10:00[b][color=#ff0000]免费报名链接:[/color][/b][url]http://www.woyaoce.cn/webinar/meeting_3335.html[/url][b][color=#ff0000]课程简介:[/color][/b]本讲主要介绍超细粉体材料比表面及孔径分布的基本概念;吸附科学在比表面及孔径分析中的应用要点;氮吸附比表面测定原理;氮吸附孔径分布测定原理。比表面与孔径分析原理及应用专家系列讲座之课程目录第一讲 氮吸附法比表面及孔径分析原理第二讲 连续流动色谱法比表面仪原理及应用第三讲 超细粉体表面孔径分布的表征与测试原理第四讲 静态容量法比表面及孔径分析仪原理及应用第五讲 超微孔孔径分布的分析原理及方法第六讲 密度函数理论在孔径分析中的应用 这样的学习充电机会你舍得错过吗?[b][color=#ff0000]系列课程链接:[url]https://www.instrument.com.cn/ykt/video/106_0.html[/url][/color][/b][img]http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20170916/a327e21777b4435893b261c0d2dea633.gif[/img]

  • 10月18日直播|《比表面与孔径分析原理及应用》系列讲座之第三讲开播啦!

    [b][color=#ff0000]讲师介绍:[/color][/b]钟家湘 : 北京理工大学材料学院教授,获得国务院颁发的政府特殊津贴;2004至2017年,担任北京精微高博科学技术有限公司学术带头人,曾研发成功多种系列的氮吸附比表面及孔径分析仪,被誉为中国氮吸附仪的开拓者,2015年获我国第二届科学仪器行业“研发特别贡献奖”[color=#ff0000][b]内容简介:[/b][/color]本讲主要详细介绍:超细粉体中孔径分布的氮吸附法的分析原理;孔径分布的表征方法,各种表征参数的正确含义;BJH法进行孔径分布的分析中,值得注意的若干问题。比表面与孔径分析原理及应用专家系列讲座目录第一讲 [color=#ffffff]1.[/color]氮吸附法比表面及孔径分析原理[color=#ffffff][/color]第二讲 连续流动色谱法比表面仪原理及应用第三讲 静态容量法比表面及孔径分析仪原理及应用第四讲 氮吸附法介孔与大孔的测试与分析第五讲 氮吸附法微孔的测试与分析第六讲 密度函数理论在孔径分析中的应用[b][color=#ff0000]免费报名链接:[/color][/b][url]https://www.instrument.com.cn/ykt/course/live/index?sid=115[/url][b][color=#ff0000]直播时间:[/color][/b]2018/10/18 10:00[b][color=#ff0000]温馨提示:[/color][/b]本讲座直播免费哦,点播需购买整个系列讲座,详情见[url]https://www.instrument.com.cn/ykt/course/course/detail?sid=106[/url],还有8个免费名额哦,先到先得![color=#ffffff]2.连续流动色谱法比表面仪原理及应用[/color][color=#ffffff]3.[/color][color=#ffffff]静态容量法比表面及孔径分析仪原理及应用[/color][color=#ffffff]4.氮吸附法介孔与大孔的测试与分析[/color][color=#ffffff]5.氮吸附法微孔的测试与分析[/color][color=#ffffff]6.密度函数理论在孔径分析中的应用[/color][color=#ffffff]1.氮吸附法比表面及孔[/color][color=#ffffff]径分析原理[/color][color=#ffffff]2.连续流动色谱法比表面仪原理及应用[/color][color=#ffffff]3.[/color][color=#ffffff]静态容量法比表面及孔径分析仪原理及应用[/color][color=#ffffff]4.氮吸附法介孔与大孔的测试与分析[/color][color=#ffffff]5.氮吸附法微孔的测试与分析[/color][color=#ffffff]6.密度函数理论在孔径分析中的应用[/color]

  • 【讨论】静态容量法微孔测试

    1. 微孔:指孔径<2nm的孔;2. 微孔的常规测试方法:◎ 用测介孔的仪器和介孔分析的基本假设,向微孔方向延伸,①孔径和填充压力仍用Kelvin方程处理;②填充于孔中的氮取液氮的密度;◎ 可用t-图法或D&R法,求出<2nm以下微孔的总孔体积、总内表面积;还可用MP法粗略的算出2nm到~1nm之间的孔容/孔径分布;◎ 关键是:选择好“标准等温线”,需要有“标准等温线”的数据库和正确的分析方法;◎ 缺点是:仍采用介孔分析的基本假设来分析微孔是不确切的;不能精确测定微孔区的等温吸附曲线和精确的微孔孔容/孔径分布;3. 微孔分布的精确测试方法:◎ 与上述常规测试方法有重大差别;◎ 微孔精确测试仪器有极高的真空要求,测试系统的实际真空需≤10-3Pa,氮气相对压力P/Po需达到10-8数量级,因此需采用双级真空系统,即用机械泵做前级泵,再加分子泵(或其他二级真空泵)作为二级真空系统;◎ 需有准确测量10-3Pa量级的多级压力传感器;有低压下压力的精密控制系统,在P/Po<0.1的区间可控点应超过100个点;◎ 需有专用的微孔分析软件:HK、FS或NLDFT等;◎ 可以精确测定P/Po在10-7到10-1之间的等温吸附曲线;可以精确测定孔径从0.35到2nm之间的总孔体积、孔容/孔径分布和最可几孔径

  • 孔径(孔隙度)分布测定

    孔径(孔隙度)分布测定气体吸附法孔径(孔隙度)分布测定利用的是毛细凝聚现象和体积等效代换的原理,即以被测孔中充满的液氮量等效为孔的体积。吸附理论假设孔的形状为圆柱形管状,从而建立毛细凝聚模型。由毛细凝聚理论可知,在不同的P/P0下,能够发生毛细凝聚的孔径范围是不一样的,随着P/P0值增大,能够发生凝聚的孔半径也随之增大。对应于一定的P/P0值,存在一临界孔半径Rk,半径小于Rk的所有孔皆发生毛细凝聚,液氮在其中填充,大于Rk的孔皆不会发生毛细凝聚,液氮不会在其中填充。临界半径可由凯尔文方程给出了:http://www.app-one.com.cn/images/ps/11.jpgRk称为凯尔文半径,它完全取决于相对压力P/P0。凯尔文公式也可以理解为对于已发生凝聚的孔,当压力低于一定的P/P0时,半径大于Rk的孔中凝聚液将气化并脱附出来。理论和实践表明,当P/P0大于0.4时,毛细凝聚现象才会发生,通过测定出样品在不同P/P0下凝聚氮气量,可绘制出其等温吸脱附曲线,通过不同的理论方法可得出其孔容积和孔径分布曲线。最常用的计算方法是利用BJH理论,通常称之为BJH孔容积和孔径分布。

  • 【求助】骨架镍催化剂的比表面积和孔径测试

    我要做骨架镍催化剂的比表面积和孔径测试,送去给测试老师,问我需要设的参数,我头一次做不知道怎么选啊?吸附仪型号是Autosorb-1mp,老师问我加热温度和加热时间多少,测中孔还是微孔?多少点吸附,多少点脱附,多少点BET,P/P。取多少?请大侠们帮帮忙,这些参数选择的依据是什么啊,一般的取值多少啊

  • 【原创】高校应如何选择国产比表面及孔径分布测定仪

    1. 引言微纳米材料的性能取决于小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等,其中表面效应来源于表面原子的状态与特性的特殊性以及材料的使用性能往往与其表面最相关,表面特性主要用两个指标来表征,一个是比表面:单位质量粉体的总表面积;另一个是孔径分布:粉体表面孔体积随孔尺寸的变化;微纳米材料的表面特性具有极为重要的意义,因为材料的许多功能直接取决于表面原子的特性,例如催化功能、吸附功能、吸波功能、抗腐蚀功能、烧结功能、补强功能等等。比表面仪就是测定这两个指标的分析仪器。由于微纳米材料已成为近代材料科学的前沿之一,因此“比表面及孔径分布的测定”已作为基础实验列入我国高等院校的教学计划中,为此很多院校都面临选购比表面及孔径分布测定仪的问题,下面就如何选择国产比表面仪提出一些分析意见,供老师们参考。2. 我国比表面及孔径分析仪概况2.1比表面及孔径分析仪分类对于微纳米材料而言,其颗粒尺寸本来很小,加上形状千差万别,比表面及孔尺寸不可能直接测量,必须借助于更小尺度的“量具”,氮吸附法就是借助于氮分子作为一个“量具”或“标尺”来度量粉体的表面积以及表面的孔容积,这是一个很巧妙、很科学的方法。按测量氮吸附量的方法不同及功能不同,我国常用的比表面及孔径分析仪分类如下: 动态直接对比法比表面仪连续流动色谱法氮吸附仪 动态BET比表面仪 动态比表面及孔径分布测定仪 静态容量法比表面及孔径分布测定仪“连续流动色谱法”是采用气相色谱仪中的热导检测器来测定粉体表面的氮吸附量的方法,这种方法可以实现直接对比法快速测定比表面,BET比表面测定和介孔孔径分布测定,目前国内动态仪器趋向于一机多能,在仪器结构基本相同的情况下,只要配备适当软件,就可实现既测比表面又测孔径分布的功能,而且能基本实现自动化;“静态容量法”测量氮吸附量与动态法不同,他是在一个密闭的真空系统中,精密的改变粉体样品表面的氮气压力,从0逐步变化到接近1个大气压,用高精度压力传感器测出样品吸附前后压力的变化,再根据气体状态方程计算出气体的吸附量或脱附量。测出了氮吸附量后,根据氮吸附理论计算公式,便可求出BET比表面及孔径分布。欧美等发达国家基本上均采用静态容量法氮吸附仪,我国已有少数公司可以生产。2.2国产静态容量法比表面及孔径分布测定仪的介绍国产静态容量法氮吸附仪在我国只有2、3年历史,一般了解较少,先通过下列两个表格的对照来介绍。表 静态容量法氮吸附仪与动态法氮吸附仪的比较序号国产流动色谱法比表面及孔径分析仪国产静态容量法比表面及孔径分析仪1动态法仅国内采用,国外基本不用静态容量法国际通用2达不到真正的吸附平衡,仅为流动态的相对平衡达到真正的吸附平衡,理论计算更为可靠3不能测量等温吸附曲线,只能测定等温脱附曲线,且在高压区失真,不能对材料的吸附特性进行分析可准确测定等温吸附曲线和等温脱附曲线,可以对材料的吸附特性进行分析4测量的压力点少,特别是对孔径分布的测定过于粗糙BET比表面测3~5点,重复精度≤2%孔径分布只测定(脱附过程)~12点 测量的压力点多,表明测试更为精确可靠,BET比表面一般测7~9点,重复精度≤1%孔径分布测定,吸附过程≥26点,脱附过程≥26点,最高都可测到100点[/font

  • JW静态氮吸附仪测试泥沙时发生的几个问题

    我是一个大四的学生,是环境泥沙方向的,做的是河流泥沙,粒径在0-120um,机器是JW-BK静态氮吸附仪。实验发现如下几个问题,眼看毕业论文答辩在即,实在难以解决,所以求助一下大家:1 有一组实验中间一段脱附曲线全部在坐标轴下方,都是负值,而且呈一条水平线2 有一组实验报告中,图像很好,但是表格里吸附值全部为0,这是怎么回事?3 还有,已经测得的比表面积都在6左右,样品质量我们选的是0.8g,在软件的压力设置里面,测孔径的压力应该怎么设置?厂家给的是每4kpa一个测试点,这样就有27左右各测试点,一组实验做下来要很久,而我有40个样品要测,6月初论文答辩了,好纠结,来不及啊!4 每次预抽时都要抽半个小时左右,这么慢正常吗?谢谢!

  • 【原创】比表面 比表面测试仪

    比表面是比表面积的简称。根据实际需要,比表面积分为内比表面积、外比表面积、和总比表面积;通常未注明情况下粉体的比表面积是指单位质量粉体颗粒外部表面积和内部孔结构的表面积之和,单位m2/g。粉体材料越细,表面不光滑程度越高,其比表面积越大。由于纳米材料细度很高,一般具有比较大的比表面积;吸附剂催化剂炭黑等材料的效能与比表面积关系密切,一定效能需要一定范围的比表面要求;但并不是比表面积越大,就粉体质量越好。例如在要求粉体球形度的情况下,粒度相当的粉体材料,比表面越大,球形程度就越差。比表面积和粒径(粒径一般用中位径或目数来表示)是两个概念,没有必然联系,同样目数的两个产品不等于他们拥有相同的比表面积,也依赖与其表面光滑程度和孔结构。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,因为国内外制定出来的比表面积标准都是以BET测试方法为基础的。(GB.T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法,而通过粒度仪估算出的比表面积通常差距都很大,无法反映实际情况。比表面积测试有专用的比表面积测试仪。 比表面分析仪是用来检测颗粒物质比表面积的专用设备,目前在高校、科研单位及生产企业中被广泛实用,比表面积是衡量物质特性的重要参量,其大小与颗粒的粒径、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它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。比表面积大小性能检测在许多的行业应用中是必须的,如电池材料,催化剂,橡胶中碳黑补强剂,纳米材料等。 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,那测试人员就时刻都不能离开,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。真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品,才符合测试仪器行业的国际标准,同类国际产品全部是完全自动化的,人工操作的仪器国外早已经淘汰。真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品,将测试人员从重复的机械式操作中解放出来,大大降低了他们的工作强度,培训简单,提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品,大大降低了人为操作导致的误差,提高测试精度。 精微高博(JWGB)是当代中国著名的粉体表面特性测试技术的开创者。十年来,精微高博(JWGB)的科学家革新了测试技术并设计发明了相应的物性测试仪器,使粉体及多孔材料的测试更精确、更精密、更可靠。这包括: • 比表面测试• 吸附/脱附等温线• 孔隙度、介孔与微孔孔径分布•粉体真密度•精微高博(JWGB)具有代表性的仪器: -连续流动色谱法智能型比表面分析仪 ---- JW-DA -多站静态容量法比表面及孔隙度分析仪 ---- JW-BK -静态容量法超微孔孔径分布测试仪—— JW-BK-F

  • 【原创大赛】物理吸附法or BET法? ---浅析确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的名称

    【原创大赛】物理吸附法or BET法? ---浅析确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的名称

    [align=center][color=#333333]物理吸附法[/color][color=#333333]or BET[/color][color=#333333]法?[/color][/align][align=center][color=#333333]---[/color][color=#333333]浅析确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的名称[/color][/align][align=center][color=#333333]丁延伟[/color][/align][align=center][color=#333333](中国科学技术大学理化科学实验中心,安徽省合肥市,[/color][color=#333333]230026[/color][color=#333333])[/color][/align][b][color=#333333]摘要:[/color][/b][color=#333333]气体吸附技术作为对固体材料的比表面积、孔径分布、孔隙度、表面性质等参数的分析的必备手段,在物理、化学、材料、生物、环境等学科中得到日益广泛的应用。[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]法作为一种[/color][color=#333333]多分子层吸附理论,常用来计算固体材料的比表面积。[/color][color=#333333]本文介绍了物理吸附法和[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]法的相关理论及应用,力图规范确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的名称为物理吸附法。[/color][color=#333333] [/color][b][color=#333333]关键词:物理吸附,[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]模型,比表面积[/color][/b][color=#333333] [/color][b][color=#333333]1. [/color][color=#333333]前言[/color][/b] 多孔材料由于其特殊的多孔性结构,使其具有高比表面积、高孔隙率、高透过性、高吸附性、可组装性等诸多优异的物理化学性能,因而在化工、生物医药、环保、功能材料等领域均有广泛应用[sup][/sup]。多孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点。多孔材料的研究离不开结构表征分析,多孔材料的孔隙结构特性主要包括孔径、孔径分布、孔形态、孔容积及孔通道特性等方面。多孔材料的孔隙结构是不规则的,孔穴尺寸在不同方向上存在着差异。多孔材料的这种各向异性状态,可以对其各项性能产生不同程度的影响[sup][/sup]。了解多孔材料的比表面积和孔隙形貌对研究其活性、吸附、催化、力学性能等都具有重要意义。多孔材料的表征方法很多,根据检测目的不同,一般可分为X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜、压汞法、气泡法、离心力法、透过法、核磁共振法等。 气体吸附技术作为对固体材料的比表面积、孔径分布、孔隙度、表面性质等参数的分析的必备手段,在物理、化学、材料、生物、环境等学科中得到日益广泛的应用[sup][/sup]。气体吸附技术主要分为物理吸附和化学吸附两大类。通常使用物理吸附技术来确定固体材料的比表面积、孔径分布、孔隙度等信息[sup][/sup]。 然而,在许多已经公开发表的各种科研论文、专利等技术资料中通常对用来确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的名称存在比较混乱的现象。例如,有些技术资料中称这种方法为BET法,而有的则称为比表面积测定法。本文试图从理论角度来规范这类方法的名称。[b]2.物理吸附相关理论[sup][/sup][/b] 通常将互不相混溶的两相接触所形成的过渡区域称为界面,吸附作用则发生在两相之间的界面上。吸附是物质(通常为固体物质)表面吸着周围介质(液体或气体)中的分子或离子现象,是一种传质过程。吸附质(adsorbate)通常定义为在界面上被吸附的物质,而吸附剂(adsorbent)则被定义为具备从[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]或者液相中吸附某些组分的能力的物质。吸附作用通常可以分为物理吸附与化学吸附。依靠分子间普遍存在的van der Waals力产生的吸附作用称为物理吸附,而由于吸附质分子与吸附剂发生化学作用产生的吸附称为化学吸附。 吸附质在吸附剂上的吸附量([i]x[/i])是绝对温度([i]T[/i])、气体压力([i]p[/i])或液体浓度([i]c[/i])和固体-气体之间的吸附作用势([i]E[/i])的函数,用式(1)表示。[img=,576,135]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708140959_01_2984502_3.jpg[/img] 对于给定的气-固体系,当温度[i]T[/i]保持恒定时,通常可认为吸附作用势[i]E[/i]保持不变。此时平衡吸附量[i]x[/i]只是压力[i]p[/i]的函数,该表达式得到的曲线通常称为吸附等温线(adsorptionisotherm)。同样的道理,当压力[i]p[/i]保持恒定时,吸附量[i]x[/i]与温度[i]T[/i]的关系曲线则称之为吸附等压线;当吸附量[i]x[/i]保持恒定不变时,[i]p[/i]与[i]T[/i]的关系则称为吸附等容线。[color=#333333] 物理吸附是由分子间的弱相互作用力所引起的吸附,由于该作用较弱,由此产生的吸附热较小,吸附和脱附速度也都较快。被吸附物质也较容易脱附下来,因此物理吸附是可逆的。例如分子筛对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。[/color] 通常情况下,我们可以通过分析吸附体系的吸附等温线根据相关的理论模型来得到固体材料的比表面积、孔径分布、孔隙度、表面性质等参数。 实验上,利用专业的商品化的物理吸附仪或化学吸附仪,先将吸附剂在一定温度下以真空或吹扫气的形式对其进行彻底脱气,再在恒定温度下,控制吸附质与载气的分压,使吸附体系逐步达到平衡。这种通过控制吸附质分压与相应的平衡吸附量的关系所得到的实验曲线即为吸附等温线。 由于气体在固体表面的吸附状态多种多样,由此所得到的吸附等温线也不是一成不变的。2015年8月,国际化学领域最权威的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了最新的比表面积和孔参数分析的气体吸附分析规范[sup][/sup]。图1为物理吸附等温线的最新分类方法,实际由实验得到的各种吸附等温线大多是这六类等温线的不同组合。多年来,许多研究者对各类吸附等温线提出了许多吸附相互作用理论,并推导出了等温吸附公式,如Henry吸附式、Freundlich吸附式、Langmuir理论、BET吸附理论等,并依托于这些理论表征吸附剂的结构与成分,如比表面积、孔容积、孔径分布等,其研究深入到吸附作用的机理。[b]3. 气体吸附法测定比表面积与孔参数的基本原理[/b][color=#333333] 用于测量材料的物理吸附性质的仪器主要有容量法和重量法两种,其中以容量法更为常用。容量法测量物理吸附的仪器又分为流动法和静态法两种。本文主要介绍静态容量法仪器的工作原理及实验样品用量。[/color][color=#333333] 静态容量法由于待测样品是在固定容积的样品管中,吸附质相对动态法不流动。该方法测量是在等温(通常用液氮)条件下,向样品管内通入一定量的吸附质气体(通常为[/color][color=#333333]N[sub]2[/sub][/color][color=#333333]),通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压,由气体状态方程(通常为理想气体状态方程)得到该分压点的吸附量。测量过程中逐渐增加吸附质气体使吸附平衡压力逐渐变大,最终得到吸附等温线。通过逐渐吸附质气体被抽走来降低吸附平衡压力,得到脱附等温线(如图[/color][color=#333333]2[/color][color=#333333])。[/color][align=center][img=,494,383]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708141000_01_2984502_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,494,383]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708141000_02_2984502_3.jpg[/img][/align][color=#333333] 根据所测得的吸附[/color][color=#333333]-[/color][color=#333333]脱附等温线可以判断吸附现象的本质,如属于分配(线性),还是吸附(非线性);测量吸附剂对特定吸附质的吸附容量;用于计算吸附剂的孔径、比表面、孔容积、孔形状等重要物理参数。[/color][color=#333333] 气体吸附法测定比表面积利用的是多层吸附的原理。其基本原理是测算出某种气体吸附质分子在固体表面形成完整单分子吸附层的吸附量,然后再乘以每个分子的覆盖面积即得到样品的总表面积。单位质量的吸附剂的总表面积([/color][color=#333333]m[sup]2[/sup]/g[/color][color=#333333])称为比表面积,它是表面积的常用表示方式。[/color][color=#333333]但是由于实际的固体表面并不是理想的二维平面,而是粗糙不平滑的。因此吸附法测得的表面积只是吸附质分子可以直接[/color][color=#333333]“[/color][color=#333333]接触[/color][color=#333333]”[/color][color=#333333]到的表面的面积,这一数值会因吸附质分子大小不同而发生变化。为了得到固体材料的真实有效的表面积,吸附质分子应该尽量小、接近球形而且对表面惰性。高纯氮气、氪气和氩气等气体都是适合的选择。其中,由于液态氮的价格便宜、容易高纯度获得,其在大多数表面上都可以形成典型的[/color][color=#333333] II[/color][color=#333333]、[/color][color=#333333]IV [/color][color=#333333]型吸附等温线,并且分子截面积已经得到了公认值,所以最为常用。气体吸附质分子在固体表面形成完整单分子吸附层的吸附量需要通过处理吸附等温线数据求出。[/color][color=#333333] 气体吸附法测定孔径分布利用的是毛细冷凝现象和体积等效交换原理,即将被测孔中充满的液氮量等效为孔的体积。[/color][color=#333333] 由于不同材料的孔结构大有不同,因此我们采用不同的数据处理方法与模型(如表[/color][color=#333333]1[/color][color=#333333])对不同情况下的孔结构进行具体处理[/color]。[align=center]表1 常用孔结构分析中的数据处理方法与模型[/align] [table][tr][td] [align=center]孔结构参数[/align] [/td][td] [align=center]数据处理方法或模型[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]比表面[/align] [/td][td]BET, Langmiur(微孔), DR, BJT, DH[/td][/tr][tr][td] [align=center]中孔分布[/align] [/td][td]BJH, DH[/td][/tr][tr][td] [align=center]微孔分布[/align] [/td][td]DA(DR理论的扩展), HK, SF, MP[/td][/tr][tr][td] [align=center]微孔/中孔分布[/align] [/td][td]NLDFT[/td][/tr][tr][td] [align=center]微孔体积[/align] [/td][td]t-方法, DR(含平均孔宽,分子筛和活性炭等微孔表征)[/td][/tr][tr][td] [align=center]分形维数[/align] [/td][td]FHH, NK[/td][/tr][/table][b]4. BET理论[/b][color=#333333] BET[/color][color=#333333]理论是根据吸[/color]附等温线得到固体材料的比表面积的一种理论模型,最初是由三位美国学者S. Brunauer、P. Emmett和E. Teller于1938年提出的[url=https://baike.baidu.com/item/BET][color=black]BET[/color][/url]多分子层吸附理论,BET是三位科学家(Brunauer、Emmett和Teller)的首字母缩写。其数学表达式即BET方程。 推导BET方程所采用的模型主要做了以下基本假设:(1)吸附表面在能量上是均匀的,即各吸附位具有相同的能量;(2)被吸附分子间的作用力可略去不计;(3)固体吸附剂对吸附质气体的吸附可以是多层的,第一层未饱和吸附时就可由第二层、第三层等开始吸附,因此各吸附层之间存在着动态平衡;(4)自第二层开始[color=#333333]至第[/color][i][color=#333333]n[/color][/i][color=#333333]层([/color][i][color=#333333]n[/color][/i][color=#333333]→∞[/color][color=#333333]),各层的吸附热都等于吸附质的液化热。[/color][color=#333333] 我们可以通过热力学和动力学两种方法来推导[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]方程,表达式如下:[/color][align=center][img=,675,272]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708141001_01_2984502_3.jpg[/img][/align][color=#333333] 由上式可见,当物理吸附的实验数据按[/color][color=#333333] [i]p[/i]/[i]v [/i]([i]p[/i][sub]0[/sub]-[i]p[/i])[/color][color=#333333]与[/color][i][color=#333333]p[/color][/i][color=#333333]/[i]p[/i][sub]0[/sub][/color][color=#333333]作图时应得到一条直线。直线的斜率[/color][i][color=#333333]m [/color][/i][color=#333333]= ([i]C[/i]-1)/([i]v[/i][sub]m[/sub][i]C)[/i],[/color][color=#333333]在纵轴上的截距为[/color][i][color=#333333]b[/color][/i][color=#333333]=1/([i]v[/i][sub]m[/sub][i]C)[/i][/color][color=#333333],所以以[/color][color=#333333]/V(P[sub]0[/sub]-P)[/color][color=#333333]对[/color][color=#333333]P/P[sub]0[/sub][/color][color=#333333]作图[/color][color=#333333],[/color][color=#333333]得一直线如图[/color][color=#333333]3[/color][color=#333333]所示。[/color][align=center][img=,534,396]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708141002_01_2984502_3.jpg[/img][/align][color=#333333] 根据直线的斜率和截距[/color][color=#333333],[/color][color=#333333]可求出形成单分子层的吸附量[/color][color=#333333]V[sub]m[/sub]=1/([/color][color=#333333]斜率[/color][color=#333333]+[/color][color=#333333]截距[/color][color=#333333])[/color][color=#333333]和常数[/color][color=#333333]C=[/color][color=#333333]斜率[/color][color=#333333]/[/color][color=#333333]截距[/color][color=#333333]+1[/color][color=#333333]。[/color][color=#333333] 根据[/color][i][color=#333333]V[/color][/i][sub][color=#333333]m[/color][/sub][color=#333333]由下式可以计算吸附剂的[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]比表面积:[/color][img=,557,134]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708141002_02_2984502_3.jpg[/img][color=#333333] 需要指出,为满足以上假设[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]方程的总有效区为相对压力在[/color][color=#333333]0.05~ 0.3[/color][color=#333333]之间。即便如此,[/color][color=#333333]BET[/color][color=#333333]方程还是不精确的,主要原因如下:([/color][color=#333333]1[/color][color=#333333])吸附剂表面吸附中心能量不均匀;([/color][color=#333333]2[/color][color=#333333])同一层中吸附质分子与相邻分子存在相互作用;([/color][color=#333333]3[/color][color=#333333])在大于[/color][color=#333333]1[/color][color=#333333]的多层吸附中,随吸附质远离吸附中心,相互之间作用力会减弱[/color][color=#333333]。[/color][b][color=#333333]5 [/color][color=#333333]结论[/color][/b] 测定多孔材料的孔结构,关键是通过正确的实验操作获得材料的吸附-脱附曲线,再利用合适的数据处理方法或模型获得相应的结构参数。通过以上分析我们可以清楚的看到,用来确定固体材料的比表面积、孔径分布等孔参数的实验方法的规范名称应为物理吸附法,由物理吸附法可以得到固体材料的比表面积、孔径分布、孔容积、分形维数、孔形状等更为丰富的信息,而BET法只是由吸附曲线中p/p[sub]0[/sub]在0.05-0.3之间的数据根据BET模型计算得到固体材料的BET比表面积。另外,BET法确定比表面积只是确定比表面积的其中一种方法。在实际工作中,我们不应该把这两种不同的方法混为一谈。[align=center]参考文献[/align]1. 徐如人,庞文琴,于吉红,等.分子筛与多孔材料化学.北京:科学出版社,2004:13.2. Stein, A. Wang, Z.Y. Fierke,M.A. Functionalization of porouscarbon materials with designed porearchitecture. Adv Mater, 2008, 20:1.3. Ajayan, V. Toshiyuki, M. Katsuhiko, A. New families of mesoporous materials, science and technology ofadvanced materials. Sci Techn Adv Mater, 2006, 10:1.4. Jianlin Shi*, “On thesynergetic catalytic effect of heterogeneous nanocomposite catalysts” , Chemical Reviews, 2013, 113 (3) 2139-21815. Stein, A. Wang, Z.Y. Fierke,M.A. Functionalization of porouscarbon materials with designed porearchitecture. Adv Mater, 2008, 20:1.6. Do D D, Adsorption analysis:equilibria and kinetics, Imperial College Press, 1998.7. Guiqing Lin, Huimin Ding,Daqiang Yuan, Baoshan Wang, and Cheng Wang, J. Am. Chem. Soc.2016, 138,3302-3305.8. Matthias Thommes, KatsumiKaneko, Alexander V. Neimark, James P. Olivier, Francisco Rodriguez-Reinoso, Jean Rouquerol and Kenneth S. W. Sing.Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surfacearea and pore size distribution (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem.2015 87(9-10): 1051-10699. 甄开吉,王国甲,毕颖丽, 李荣生, 阚秋斌. 催化作用基础科学出版社,2005.

  • 平均孔径的计算方法

    一、平均孔径的概念 平均孔径有三种不同的表示方法 : ①吸附平均孔径:由吸附总孔体积与BET比表面积计算得到的平均孔径包含了所有的孔,只有孔径上限的界定。 ②BJH吸附平均孔径:由BJH吸附累积总孔体积与BJH吸附累积总孔内表面积计算得到的平均孔径,有孔径的上下限。 ③BJH脱附平均孔径:由BJH脱附累积总孔体积与BJH脱附累积总孔内表面积计算得到的平均孔径,有孔径的上下限。二、平均孔径的计算 平均孔径等于对应的孔体积和对应的比表面相除的结果。 公式为:平均孔径=k×总孔体积/比表面积,k和选的孔的模型有关,如果是圆柱形孔,那么k=4,如果是平面板模型,那么k=2. 三、应用案例 最可几孔径大概在8nm左右,而计算出的平均孔径则高达35nm,这说明什么问题?又是什么原因造成的呢? 平均孔径是4倍的孔体积除以比表面积,是从简单的柱状孔求得,对非均一窄分布孔误差极大。平均孔径没有多大的意义。平均孔径是对所有孔大小取平均,而最可几孔径是指分布最多的孔,当较小的孔数量多但也有较大的孔时就会出现你这种情况

  • 你所不注意的细节——色谱柱填料孔径对分析的影响~

    一般情况下,我们在购买色谱柱时,很少考虑色谱柱孔径方面的信息,其实,色谱柱填料孔径对分析也有些影响,具体如下:*HPLC吸附介质是多孔的颗粒,绝大多数的反应表面于孔内。因此,分析物必须进入孔内才能被吸附和分离*孔径小,含孔率高,则比表面积大,碳载量高,色谱柱分离性能也随之提高*另外,孔径大小必须和分子大小相匹配。一般情况下,分子量小于2000的分析物使用100 Å 或更小;分子量在2000-10000之间的分析物使用100-200 Å的填料;大于10000的包括多肽,蛋白质等需要选用300 Å或更大的孔径。为了达到最佳分离,一般要求孔径直径是分子直径的3倍以上

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