小比表面積樣品測(cè)試精度分析

1、小比表面積樣品測(cè)試精度分析所謂的比表面就是指多孔固體物質(zhì)單位質(zhì)量所具有的表面積。常用單位為平方米/克。 不同固體物質(zhì)比表面差別很大，通常用作吸附劑、脫水劑和催化劑的固體物質(zhì)比表面積較大。 比如氧化鋁比表面通常在100-400平方米/克，分子篩300-2000平方米/克，活性碳可達(dá)1000 平方米/克以上。但是也存在很多比表面比較小的材料，例如:電池材料、有機(jī)材料、生物材 料、金屬粉體、磨料等空隙度微小的材料。比表面相對(duì)就要小很多，像鋰電池的三元材料， 比表面可能只有零點(diǎn)幾平方米/克。甚至有的材料比表面會(huì)更小。測(cè)試II：間:20L6-0L 18 17 JS：06測(cè)試人員：任高懷樣品質(zhì)量而g: 3

2、652. 6吸附介質(zhì)：氟氣吹掃介質(zhì)： 氟氣載氣：He樣品YTZV030L吹掃溫度/X: 300吹打時(shí)仙血1 60狙氣分壓0.10120.15570.1951 現(xiàn)在測(cè)BET多點(diǎn)法擬合直線BET多點(diǎn)法數(shù)據(jù)x/Evfir (i-x)0.04660.04500.04703.51545.12946 2567斜率30.2433110截距0. 4366197相美系數(shù)Q 99933H叮常數(shù)。70. 27旺T比表面積/2/g0. 2288BET多點(diǎn)法比表面積測(cè)試結(jié)果試比表面的方法主要有兩大類，靜態(tài)容量法和動(dòng)態(tài)色譜法。動(dòng)態(tài)法是將待測(cè)粉體的面0.2877 樣品裝在U9.08820.0509型的樣品管內(nèi)，使含有一定比

3、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)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) 吸附前后的壓力的變化來確定被測(cè)樣品對(duì)吸附質(zhì)分子（N2）的吸附量；由于小比表面的樣 品，吸附量微小，靜態(tài)法測(cè)試的結(jié)果較含有風(fēng)熱助脫裝置和檢測(cè)器恒溫裝置的高精度動(dòng)態(tài)法 儀器誤差大。對(duì)靜態(tài)法為什么在小比表面樣品測(cè)試方面精度難以保證，原因如下：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

4、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3%以內(nèi)，可以算出要求壓力傳感器的精度要達(dá)到0.03%以上； 但目前進(jìn)口最好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%，也就是說目前最高精度的壓力傳感器，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

5、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；而有些廠家宣稱靜態(tài)法小比表面測(cè)試下限可以達(dá)到 0.0001m2/g，是不負(fù)責(zé)任的。比表面m2/g單層吸附量/ml/g標(biāo)況下體積液翅溫度下體積0.10.0230.0060.50.1150,030-10.23().05951.150.29710230.5945011.52.97100235.9450011529.7100023059.4200046011

6、8.9300()6901783對(duì)于氮?dú)庾鑫劫|(zhì)：S=VL4.36其中：S：比表面，單位m弛： Vm：標(biāo)況卜的單層吸附量，皿位m】獨(dú) 應(yīng)肋由該對(duì)熙表W以看電,礦小比表而H品）由吸附H微小，在較大,景體枳皿態(tài)容什戒樣品管總 體枳一股為E通過該一定容積內(nèi)的匝力變化的方武方式靜態(tài)容米定量吸峭陸的方式， 要得到高的準(zhǔn)確度將很困灘。而色諧法實(shí)現(xiàn)此微地定吊，將很容易這就姑中小比表而樣品適合采川色 漕法位器分析的原因“而對(duì)于中大比表麗樣品，由F吸附/大.對(duì)我測(cè)試比表而枳的需求，知翻和 掙.患法沒打明!估的優(yōu)劣靜.靄耍澗Lt M而及孔徑分布的祥品，壯以來用尚態(tài)容旱法的比表巾i及孔徑仆*r 儀；絕大多臨宥制團(tuán)a介

7、孔等空隙的HM-比表面不會(huì)很?。鸿b是很小比夜面的材料，共空隙度的研 究價(jià)位就有限了 I緯匕-，對(duì)丁小比表面梯曲口恤2白以F）優(yōu)先選擇栗具有風(fēng)熱助脫及輸測(cè)器怛溫裝置的用劫態(tài)色諧法 比表面儀器，利用11.分折率、只做度鬲的優(yōu)垛&對(duì)-中大比表面樣品，若中消試比表ifOb動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法沒有明顯的伉劣勢(shì)，動(dòng)態(tài)法由于具 有固體標(biāo)樣拳比注，Jt有快速溯定比表面的優(yōu)勢(shì)，爵態(tài)怯具有BBT多點(diǎn)法較省時(shí)蔽氮消艷小的優(yōu)勢(shì)；匚需要測(cè)比我面及孔徑分布的樣勖，建諼采用篇恣容試法旅比三麗及孑L徑分析對(duì)具有風(fēng)熱助脫、檢測(cè)器恒溫、低溫冷阱的高精度動(dòng)態(tài)法儀器，其相對(duì)不具有該裝置 的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)法比表面儀，其精度得到明顯提高；動(dòng)態(tài)法比表

8、面儀，與其它分析儀器類似，其 精度和靈敏度大小主要取決于信噪比；也就是要提高精度和靈敏度，就需要從提高信號(hào)強(qiáng) 度、抑制背景噪聲、消除外界干擾三方面來控制。增加信號(hào)強(qiáng)度的方法一般有增加稱樣量、 增加檢測(cè)器電流，但增加檢測(cè)器電流一般噪聲也會(huì)同時(shí)增大，所以檢測(cè)器電流會(huì)有個(gè)最佳范 圍；所以在抑制噪聲、消除外界干擾方面可做的工作就比較多了；其源于儀器自身的誤差來 源主要有：檢測(cè)器溫漂，信號(hào)銳度；以檢測(cè)器恒溫裝置來抑制溫漂，風(fēng)熱助脫裝置可以提 高信號(hào)銳度，其對(duì)于比表面1m2/g的樣品0.5g對(duì)氮?dú)獾奈搅吭诜謮?.2左右時(shí)脫附峰面積 與背景可以保證在2%以內(nèi)的誤差；所以對(duì)于小比表面樣品，對(duì)具有風(fēng)熱助脫、檢測(cè)器恒溫、低溫冷阱的動(dòng)態(tài)法儀器，其 靈敏度和分辨率的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了；但對(duì)中大比表面樣品，由于信號(hào)強(qiáng)，普通動(dòng)態(tài)法比表 面積儀和靜態(tài)法比表面積儀都可以保證精度；這點(diǎn)就像萬分之一分析天平和千分之一天平 的區(qū)別；但絕大多數(shù)含有微孔、介孔等空隙的材料，比表面不會(huì)很小；要是很小比表面的材料， 其空隙度的研究價(jià)值就有限了；綜上所述：一、對(duì)于小比表面樣品（10m2/g以下）優(yōu)先選擇采具有風(fēng)熱助脫及檢測(cè)器恒溫裝置的 用動(dòng)態(tài)色譜法比表面儀器，利用其分辨率、靈敏度高的優(yōu)勢(shì)