Bet測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題(三)
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1. BET公式中常數(shù)C的意義
C是與吸附熱E1和EL有關(guān)的常數(shù)。

BET公式中有(C-1)這一項(xiàng),因此C的值會(huì)決定吸附等溫線的形狀。
(1)C < 1時(shí), E1 << EL,在等溫線起始段,等溫線凸向相對(duì)壓力 P/P0 軸,對(duì)應(yīng)IUPAC吸附等溫線分類中的III型和V型(指0.05 < P/P0 < 0.35這一部分)。

(2)C > 2時(shí),等溫線起始段(P/P0不大時(shí))凸向吸附量V軸, 出現(xiàn)一明顯的拐點(diǎn), C值越大(E1 >> EL),等溫線起始段越向 V 軸凸出, 對(duì)應(yīng)IUPAC吸附等溫線分類中的II和 IV型(指0.05 < P/P0 < 0.35這一部分)。

(3)當(dāng)C=2 時(shí),等溫線起始段近似為直線,拐點(diǎn)消失。
注:在BET公式適用的范圍內(nèi)(0.05 < P/P0 < 0.35 ),C值在3 - 1000之間。因此, II, IV型吸附等溫線是理想的測(cè)試平臺(tái)。
一般地, 以氮?dú)鉃槲劫|(zhì), 在金屬、聚合物和有機(jī)物上, C值在2 - 50 之間; 氧化物和二氧化硅上, C值約50 - 200; 在活性炭和分子篩等強(qiáng)吸附劑上, C 值大于200。
2. 為什么常用N2來(lái)做吸脫附實(shí)驗(yàn)?
氣體吸脫附實(shí)驗(yàn)對(duì)吸附質(zhì)分子的要求:吸附質(zhì)分子應(yīng)該盡量小、接近球形而且對(duì)表面惰性。滿足要求的分子有:氮、氪和氬等。
N2的優(yōu)勢(shì):價(jià)格便宜,高純度的N2易于獲取,且N2在大多數(shù)表面上都可以生成意義明確的II、 IV 型吸附等溫線,并且分子截面積得到公認(rèn),所以最為常用。
注:為什么需要II、IV型吸附等溫線?參見(jiàn)第1條。
3. 什么情況下不能夠用N2作為吸附質(zhì)?
(1)N2可以和樣品表面發(fā)生強(qiáng)相互作用或者化學(xué)吸附;
(2)N2與樣品吸附太弱(C < 1),無(wú)法形成II、IV型吸附等溫線;
(3)樣品比表面積很小,吸附引起的壓力變化過(guò)小(P/P0 < 0.05),采用N2作為吸附質(zhì)時(shí)系統(tǒng)誤差大,此時(shí)應(yīng)該采取飽和蒸汽壓更低的氪和氬作為吸附質(zhì)。
4. 孔容積(pore volume)和孔徑分布(pore size distribution)
孔結(jié)構(gòu)的測(cè)定一般有氣體吸附法和壓汞法等,氣體的物理吸附應(yīng)用于直徑小于50 nm的孔,而壓汞法可應(yīng)用于直徑大于約3.5 nm的孔系統(tǒng)。對(duì)于分子不能進(jìn)入的封閉孔(closed pore)可用小角 X 射線散射或小角中子散射等方法測(cè)定。
注意:不要用氣體吸脫附實(shí)驗(yàn)測(cè)試孔徑大于50 nm的樣品。
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