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仪器型号:康塔QUADRASORB SI;康塔AutusorbIQ;康塔NOVA2000;美国康塔Autosotrb-IQ2-MP-XR;麦克ASAP 2020;麦克ASAP2460;麦克ASAP3020
测试周期:3-7个工作日
BET比表面积测试
BET比表面积测试法简称BET测试,它常常被用于测试颗粒表面吸附性能研究以及对相关检测仪器的数据处理。由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起,常用来测定催化剂的孔结构和比表面积。BET是测试样品的吸脱附曲线、比表面积、孔容、孔径分布等数据,主要测试气氛氮气、但也可以测试CO2、O2、H2、水蒸气、有机蒸汽等。
微孔分布和介孔分布的范围
微孔孔径分布(0.5-2 nm)、介孔分布(2-50 nm)、全孔孔径分布(0.5-50 nm)。
1. 制样要求
1) 粉体样品无要求;
2) 片状或块状样品,需剪碎送样,尺寸不得大于5*5*5mm。
2. 样品要求
1) 样品形态要求:粉末、片状、块体均可测试;
2) 样品质量要求:在比表面积有大概预期的前提下,可用公式:比表面积(m2/g)*样品量(g)=10-20m2来大致确定所需样品量,测试老师会根据实际情况来确定测试样品量;针对比表面积大于400m2/g的样品,为了减少称量误差,建议样品量不要少于50mg;对于比表面积预期小于10m2/g的样品,同时希望吸脱附曲线相对好看一些的可酌情提供0.5g以上样品。
3. 其它要求
1) 在不知道比表面积情况下,一般测试全孔和微孔模式质量要100mg以上(前提是样品中有微孔),测试介孔模式需要250mg以上;
2) 一般都是粉末样品,如是颗粒状请尽量物理粉碎得比较小,一般要求在5mm以下 ,为方便取样,请不要用自封袋装样;
3)脱气温度要求在样品稳定温度范围内,不能超过分解温度的二分之一!
测试结果
比表面测试
介孔测试
全孔测试
目的是除去样品表面吸附的杂质,如水、油等,一般是将样品在真空下加热处理。
首要原则是不破坏样品结构。一般脱气温度不能高于固体熔点或玻璃的相变点,建议不要超过熔点温度的一半。我们测试仪器可选温度范围一般是室温-300℃。 考虑到脱气温度过高会导致样品结构的不可逆变化,脱气温度过低又可能使脱气处理不完全导致结果偏小,所以在不破坏样品结构的基础上脱气温度可适当提高。
一个是设备问题,有可能是漏气了。仪器真空系统不保压造成。这样很容易造成吸附为负,以及造成后续的吸脱附曲线不闭合。一个是称样量问题,称样量太少,容易造成测量不准,曲线不闭合。样品前处理问题,可能是材料中的杂质在脱气过程中没有充分除去。 样品本身比表面积较小。
正常情况下样品对吸附质有吸附的话比表面积值应该为正,出现负值的可能有三种原因: 1. 样品自身的原因,可以看等温吸脱附曲线,如果没有吸附的话吸附值应该在0附近,再加上仪器误差的现象,也可能跑到负值出现吸附点,所以该类样品的吸附几乎可以忽略。 2. 测试所加样品量过少,造成总的吸附值很低,则容易产生这个现象。 3. 脱气温度和时间不合理,脱气温度过高,造成孔结构的变化或坍塌,脱附温度太低或者脱气时间短,造成脱气不完全,也会产生这个问题。
吸附曲线和脱附曲线发生交叉的主要原因是:1. 样品吸附值本身就比较小,容易出现波动;2. 脱气条件不合适,脱气温度低或者时间短,水分没有完全除去,在脱附过程中脱去了;3. 实验过程中发生了漏气,如样品管没有拧紧或者样品管上面O形圈老化都会造成密封不严,造成等温吸附曲线和等温脱附曲线产生交叉的现象。
一般孔径分布图是从开始有孔的地方出现数据,低压处无孔则不会出现数据。还可能与吸附质有关,孔径分布数据理论上最小只能从吸附质的直径开始。
常见情况为SEM或TEM图片中能看到孔,但是BET结果中显示无孔或孔很少,或者BET测到的孔和电镜中看到的不一致。这主要是因为BET测试的是样品整体的孔情况,电镜看到的是局部的情况,所以会有不一致的情况,而且倍数太高的话,SEM的标尺是可能有一定误差的,所以两者可比性并不太大。
系统温度越高,分子扩散运动越快,因此脱气效果越好。 选择脱气温度的首要原则是不破坏样品结构。如果脱气温度设置过高,会导致样品结构的不可逆变化,例如烧结会降低样品的比表面积,分解会提高样品的比表面积。但是如果为了保险,脱气温度设置过低,就可能使样品表面处理不完全, 导致分析结果偏小。 因此在不确定脱气温度的情况下, 脱气温度的选择不能高于固体的熔点或玻璃的相变点, 建议不要超过熔点温度的一半。当然,如果条件许可,使用热分析仪能够最精确地得到适合的脱气温度。一般而言,脱气温度应当是热重曲线上平台段的温度。
BJH模型适用于分析介孔材料,而HK模型适用于裂缝状微孔材料(如活性炭、柱撑层状粘土等)。
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