全自動比表面及孔隙度分析儀測試介紹
BET物理吸附儀目前主要應用于多孔材料的比表面積與孔結構的分析,其利用固體材料的吸附特性,借助氣體分子作為“量具”來度量材料的表面積和孔結構,可測試材料的比表面積、總孔容、孔徑分布和吸脫附曲線等數據;
常用的吸附質氣體有氮氣,二氧化碳,氬氣,氫氣等;
可測試的孔徑范圍包括微孔(孔直徑φ<2nm)和介孔(2 nm ≤ φ ≤ 50 nm);
介孔模式:包含介孔范圍內等溫吸脫附曲線,比表面積,孔容、孔徑分布等數據;
全孔模式:包含微孔和介孔范圍內等溫吸脫附曲線,比表面積,孔容、孔徑分布等數據;
比表面積模式:只有p/p0在0.05-0.35之間得到比表面積數據,沒有等溫吸脫附曲線和孔容孔徑等數據。
比表面積數值決定測試樣品質量,會影響測試精度。脫附曲線意義不大!
全自動比表面及孔隙度分析儀測試注意事項
1.一般都是粉末樣品,如是顆粒狀請盡量物理粉碎得比較小,一般要求在3mm以下 。為方便取樣,請不要用自封袋裝樣。
2.比表面積大于500請提供100mg以上,對于氮氣吸附,樣品要求如下(若提供的樣品量不足則保證不了結果的準確性):
a.比表面積有大概預期的前提下,可用公式:比表面積(m2/g)*樣品量(g)=15-20m2來大致確定所需樣品量,老師會根據實際情況來確定測試樣品量。針對比表面積大于400m2/g的樣品,為了減少稱量誤差,建議樣品量不要少于50mg。預約時請寫清楚比表面積范圍,如果由于樣品量少導致結果不準確,我們一般不安排復測。
b.在不知道比表面積情況下,一般測試全孔和微孔模式質量要100mg以上(前提是樣品中有微孔),測試介孔模式需要250mg以上。
3. 脫氣溫度要求在樣品穩定溫度范圍內,不能超過熔點溫度的二分之一!!真空脫氣實際溫度要比烘箱高,如果樣品加熱易分解或爆炸請提前告知工作人員,否則后續有問題需自行承擔。另外,如果脫氣溫度低于100,很可能脫氣不完全導致結果偏低。不過設備脫氣溫度不超300℃!!!如果脫氣溫度高于樣品合成溫度,請確保樣品不會分解(可提供樣品TG數據)否則后續有問題需自行承擔。
4.常規測試壓力最高為1個大氣壓,如需高壓吸附要另外溝通;如需要預約H2及之后的氣體,請先聯系工作人員。一般脫氣時間6-8h,若脫氣時間超出12h,請聯系工作人員
全自動比表面及孔隙度分析儀測試常見問題
1. 為什么得到的BET值為負?
正常情況下樣品對吸附質有吸附的話比表面積值應該為正,出現負值的可能有三種原因:1. 樣品自身的原因,可以看等溫吸脫附曲線,如果沒有吸附的話吸附值應該在0附近,再加上儀器誤差的現象,也可能跑到負值出現吸附點,所以該類樣品的吸附幾乎可以忽略。2. 測試所加樣品量過少,造成總的吸附值很低,則容易產生這個現象。3. 脫氣溫度和時間不合理,脫氣溫度過高,造成孔結構的變化或坍塌,脫附溫度太低或者脫氣時間短,造成脫氣不完全,也會產生這個問題。
2. 為什么等溫吸脫附曲是不閉合的?
等溫吸脫附曲線不閉合,這種情況比較常見,產生這種現象的原因也比較多,可能原因如下:1. 材料表面存在特殊的基團和化學性能,導致吸附的氣體分子無法完全脫離,即材料對吸附質有較強作用,導致吸脫附會存在一定的不閉合程度;2. 材料自身的比表面較小,一般吸脫附閉合程度會較差;3. 稱樣量問題,稱樣量太少,容易造成測量不準,也會出現此類情況;4. 樣品前處理問題,溫度太高,測試的孔結構坍塌,氣體脫附不出來會造成曲線不閉合; 5. 如果研究碳材料的話需要注意,碳材料的孔大多為柔性孔或者墨水瓶孔,氣體吸附之后孔口直徑收縮,導致吸附上的氣體不易脫附,很容易導致吸脫附曲線不閉合。5.設備問題,有可能是漏氣了。儀器真空系統不保壓造成。這樣很容易造成吸附為負,以及造成后續的吸脫附曲線不閉合。
3. BJH脫附孔徑分布存在“假峰”
在氣體脫附過程中大多數情況下都反映了一個滯后的過程。所以在用BJH方法分析樣品孔徑時,脫附段很容易出現假峰,一般是在3.8nm處出現,出現假峰的原因與孔的類型有關系,內部孔道的連通性,孔型的多樣性以及孔徑的分散性等等原因都會導致在脫附過程中出現假峰。
4. BET全孔測試可以測得哪些參數?
答:比表面積、吸附脫附曲線、介孔和微孔孔徑大小,孔容積等。
5. BET全孔測試和介孔測試的區別有哪些?
答:全孔測試可以得到介孔+微孔的相關數據,而介孔測試只有介孔的相關數據,兩種測試項目都包含比表面積。
6. BET吸脫附溫度怎么確定?
首要原則是不破壞樣品結構。一般脫氣溫度不能高于固體熔點或玻璃的相變點,建議不要超過熔點溫度的一半。我們測試儀器可選溫度范圍一般是室溫-300 ℃。 考慮到脫氣溫度過高會導致樣品結構的不可逆變化,脫氣溫度過低又可能使脫氣處理不完全導致結果偏小,所以在不破壞樣品結構的基礎上脫氣溫度可適當提高;一般情況是比樣品的變性溫度的1/2低20 ℃。
7. BET的吸脫附時間怎么確定?
答:脫氣時間確定與脫氣溫度、樣品孔道復雜程度有關。孔道越復雜,孔道里的雜質越難出來,需要脫氣時間就越長;脫氣溫度低,分子擴散速度慢,脫氣時間也需要延長;如果樣品比表面積大于1000,建議時長8 h+,500-1000約6 h左右,一般樣品的脫氣時間設置不少于6 h。
8. 曲線不閉合的原因主要有哪些?
跟樣品本身的孔型有關系。
9. 不同孔徑結構分別用哪些模型來表示孔徑分布?
微孔孔徑分布可看HK中的孔徑分布數據; 介孔孔徑分布看BJH中的 孔徑分布數據; 全孔孔徑分布看NLDFT或DFT中的孔徑分布數據。
10. 為什么要對樣品進行脫氣處理?
目的是除去樣品表面吸附的雜質,如水、油等,一般是將樣品在真空下加熱處理。
11.BET測試裝樣量(樣品量)有什么要求?
理論裝樣量見下表,比表面積大于100的,至少50mg,盡量多一些,以減小誤差:

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