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測(cè)試方法分類(lèi)
比表面積測(cè)試方法有兩種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。一是根據(jù)測(cè)定樣品吸附氣體量多少方法的不同，可分為：連續(xù)流動(dòng)法、容量法及重量法（重量法現(xiàn)在基本上很少采用）；另一種是根據(jù)計(jì)算比表面積理論方法不同可分為：直接對(duì)比法比表面積分析測(cè)定、Langmuir法比表面積分析測(cè)定和BET法比表面積分析測(cè)定等。同時(shí)這兩種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)又有著一定的聯(lián)系，直接對(duì)比法只能采用連續(xù)流動(dòng)法來(lái)測(cè)定吸附氣體量的多少，而BET法既可以采用連續(xù)流動(dòng)法，也可以采用容量法來(lái)測(cè)定吸附氣體量。
連續(xù)流動(dòng)法
連續(xù)流動(dòng)法是相對(duì)于靜態(tài)法而言，整個(gè)測(cè)試過(guò)程是在常壓下進(jìn)行，吸附劑是在處于連續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)下被吸附。連續(xù)流動(dòng)法是在氣相色譜原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)， 由熱導(dǎo)檢測(cè)器來(lái)測(cè)定樣品吸附氣體量的多少。連續(xù)動(dòng)態(tài)氮吸附是以氮?dú)鉃槲綒猓院饣驓錃鉃檩d氣,兩種氣體按一定比例混合，使氮?dú)膺_(dá)到的相對(duì)壓力，流經(jīng)樣品顆粒表面。當(dāng)樣品管置于液氮環(huán)境下時(shí)，粉體材料對(duì)混合氣中的氮?dú)獍l(fā)生物理吸附，而載氣不會(huì)被吸附，造成混合氣體成分比例變化，從而導(dǎo)致熱導(dǎo)系數(shù)變化，這時(shí)就能從熱導(dǎo)檢測(cè)器中檢測(cè)到信號(hào)電壓，即出現(xiàn)吸附峰。吸附飽和后讓樣品重新回到室溫，被吸附的氮?dú)饩蜁?huì)脫附出來(lái)，形成與吸附峰相反的脫附峰。吸附峰或脫附峰的面積大小正比于樣品表面吸附的氮?dú)饬康亩嗌伲赏ㄟ^(guò)定量氣體來(lái)標(biāo)定峰面積所代表的氮?dú)饬俊Ｍㄟ^(guò)測(cè)定一系列氮?dú)夥謮?/span>P/P0下樣品吸附氮?dú)饬浚衫L制出氮等溫吸附或脫附曲線，進(jìn)而求出比表面積。通常利用脫附峰來(lái)計(jì)算比表面積。
特點(diǎn)：連續(xù)流動(dòng)法測(cè)試過(guò)程操作簡(jiǎn)單，消除系統(tǒng)誤差能力強(qiáng)，同時(shí)具有可采用直接對(duì)比法和BET方法進(jìn)行比表面積理論計(jì)算。
容量法
容量法中，測(cè)定樣品吸附氣體量多少是利用氣態(tài)方程來(lái)計(jì)算。在預(yù)抽真空的密閉系統(tǒng)中導(dǎo)入一定量的吸附氣體，通過(guò)測(cè)定出樣品吸脫附導(dǎo)致的密閉系統(tǒng)中氣體壓力變化，利用氣態(tài)方程P*V/T=nR換算出被吸附氣體摩爾數(shù)變化。
直接對(duì)比法
直接對(duì)比法比表面積分析測(cè)試是利用連續(xù)流動(dòng)法來(lái)測(cè)定吸附氣體量，測(cè)定過(guò)程中需要選用標(biāo)準(zhǔn)樣品（經(jīng)嚴(yán)格標(biāo)定比表面積的穩(wěn)定物質(zhì)）。并聯(lián)到與被測(cè)樣品*相同的測(cè)試氣路中，通過(guò)與被測(cè)樣品同時(shí)進(jìn)行吸附，分別進(jìn)行脫附，測(cè)定出各自的脫附峰。在相同的吸附和脫附條件下，被測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的比表面積正比于其峰面積大小。計(jì)算公式如下：
Sx：被測(cè)樣品比表面積 S0：標(biāo)準(zhǔn)樣品比表面積，
Ax：被測(cè)樣品脫附峰面積 A0：標(biāo)準(zhǔn)樣品脫附峰面積
Wx：被測(cè)樣品質(zhì)量 W0：標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量
優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需實(shí)際標(biāo)定吸附氮?dú)饬矿w積和進(jìn)行復(fù)雜的理論計(jì)算即可求得比表面積；測(cè)試操作簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，效率高
缺點(diǎn)：當(dāng)標(biāo)樣和被測(cè)樣品的表面吸附特性相差很大時(shí)，如吸附層數(shù)不同，測(cè)試結(jié)果誤差會(huì)較大。
直接對(duì)比法僅適用于與標(biāo)準(zhǔn)樣品吸附特性相接近的樣品測(cè)量，由于BET法具有更可靠的理論依據(jù)，目前國(guó)內(nèi)外更普遍認(rèn)可BET法比表面積測(cè)定。
BET比表面積測(cè)定法
BET理論計(jì)算是建立在Brunauer、Emmett和Teller三人從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)理論推導(dǎo)出的多分子層吸附公式基礎(chǔ)上，即的BET方程：
P: 吸附質(zhì)分壓 P0: 吸附劑飽和蒸汽壓
V: 樣品實(shí)際吸附量 Vm: 單層飽和吸附量
C：與樣品吸附能力相關(guān)的常數(shù)
由上式可以看出，BET方程建立了單層飽和吸附量Vm與多層吸附量V之間的數(shù)量關(guān)系，為比表面積測(cè)定提供了很好的理論基礎(chǔ)。
BET方程是建立在多層吸附的理論基礎(chǔ)之上，與許多物質(zhì)的實(shí)際吸附過(guò)程更接近，因此測(cè)試結(jié)果可靠性更高。實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，通常實(shí)測(cè)3-5組被測(cè)樣品在不同氣體分壓下多層吸附量V，以P/P0為X軸，為Y軸，由BET方程做圖進(jìn)行線性擬合，得到直線的斜率和截距，從而求得Vm值計(jì)算出被測(cè)樣品比表面積。理論和實(shí)踐表明，當(dāng)P/P0取點(diǎn)在0.05-0.35范圍內(nèi)時(shí)，BET方程與實(shí)際吸附過(guò)程相吻合，圖形線性也很好，因此實(shí)際測(cè)試過(guò)程中選點(diǎn)需在此范圍內(nèi)。由于選取了3-5組P/P0進(jìn)行測(cè)定，通常我們稱(chēng)之為多點(diǎn)BET。當(dāng)被測(cè)樣品的吸附能力很強(qiáng)，即C值很大時(shí)，直線的截距接近于零，可近似認(rèn)為直線通過(guò)原點(diǎn)，此時(shí)可只測(cè)定一組P/P0數(shù)據(jù)與原點(diǎn)相連求出比表面積，我們稱(chēng)之為單點(diǎn)BET。與多點(diǎn)BET相比，單點(diǎn)BET結(jié)果誤差會(huì)大一些。
若采用流動(dòng)法來(lái)進(jìn)行BET測(cè)定，測(cè)量系統(tǒng)需具備能精確調(diào)節(jié)氣體分壓P/P0的裝置，以實(shí)現(xiàn)不同P/P0下吸附量測(cè)定。對(duì)于每一點(diǎn)P/P0下BET吸脫附過(guò)程與直接對(duì)比法相近似，不同的是BET法需標(biāo)定樣品實(shí)際吸附氣體量的體積大小，而直接對(duì)比法則不需要。
特點(diǎn)：BET理論與物質(zhì)實(shí)際吸附過(guò)程更接近，可測(cè)定樣品范圍廣，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性和可信度高，特別適合科研及生產(chǎn)單位使用。
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