BET物理吸附常見測試問題(七)
一.在進(jìn)行物理吸附分析前,為什么要對樣品進(jìn)行脫氣處理?
? ? ? ?在進(jìn)行氣體吸附實(shí)驗(yàn)之前,固體表面必須清除污染物,如水和油。大多數(shù)情況下,表面清潔(脫氣)過程是將固體樣品置于一玻璃樣品管中,然后在真空下加熱。
二.如何選擇樣品的脫氣溫度?
? ? ? ?系統(tǒng)溫度越高,分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越快,因此脫氣效果越好。通常儀器配備的脫氣站加熱溫度可達(dá)400℃,但是選擇脫氣溫度的首要原則是不破壞樣品結(jié)構(gòu)。一般來說,氧化鋁、二氧化硅這一類氧化物的安全脫氣溫度可達(dá)350℃;大部分碳材料和碳酸鈣的安全脫氣溫度在300℃左右;而水合物則需要低得多的脫氣溫度。對于有機(jī)化合物,也可以通過脫氣站進(jìn)行預(yù)處理,但是大部分有機(jī)化合物的軟化溫度和玻璃化溫度較低,因此必須提前加以確認(rèn)。例如在醫(yī)藥領(lǐng)域常用的硬脂酸鎂,美國藥典(USP)規(guī)定的脫氣溫度為40℃。
? ? ? ?如果脫氣溫度設(shè)置過高,會(huì)導(dǎo)致樣品結(jié)構(gòu)的不可逆變化,例如燒結(jié)會(huì)降低樣品的比表面積,分解會(huì)提高樣品的比表面積。但是如果為了保險(xiǎn),脫氣溫度設(shè)置過低,就可能使樣品表面處理不完全,導(dǎo)致分析結(jié)果偏小。
? ? ? ?因此在不確定脫氣溫度的情況下,建議使用化學(xué)手冊,如theHandbookofChemistry? andPhysics(CRC,BocaRaton,Florida),以及各標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)方法,如ASTM,作為相關(guān)參考。脫氣溫度的選擇不能高于固體的熔點(diǎn)或玻璃的相變點(diǎn), 建議不要超過熔點(diǎn)溫度的一半。當(dāng)然,如果條件許可,使用熱分析儀能夠最精確地得到適合的脫氣溫度。一般而言,脫氣溫度應(yīng)當(dāng)是熱重曲線上平臺段的溫度。
三.如何確定樣品的脫氣時(shí)間?
? ? ? ?與脫氣溫度對應(yīng)的是脫氣時(shí)間。脫氣時(shí)間越長,樣品預(yù)處理效果越好。脫氣時(shí)間的選擇與樣品孔道的復(fù)雜程度有關(guān)。一般來說,孔道越復(fù)雜,微孔含量越高,脫氣時(shí)間越長;選擇的脫氣溫度越低,樣品所需要的脫氣時(shí)間也就越長??梢酝ㄟ^在相同脫氣溫度下,分析樣品的BET 結(jié)果變化來確定脫氣時(shí)間。如果在不同的脫氣時(shí)間(2小時(shí),4小時(shí)和6小時(shí))得到的BET結(jié)果相同,肯定選擇脫氣時(shí)間最短的;如果變化不大,則需要選擇折衷的方案;如果BET結(jié)果隨脫氣時(shí)間延長不斷變大,說明孔道復(fù)雜,深層次有因氫鍵結(jié)合的吸附水分子,暴露了被堵塞的孔道及面積。對于一般樣品,IUPAC推薦脫氣時(shí)間不少于6小時(shí),而那些需要低溫脫氣的樣品則需要長得多的脫氣時(shí)間。對一些微孔樣品,脫氣時(shí)間甚至需要在12小時(shí)以上。但是作為特例,美國藥典(USP)規(guī)定硬脂酸鎂的脫氣時(shí)間就僅為2小時(shí)。
? ? ? ?由于脫氣溫度、脫氣時(shí)間以及脫氣真空度都與比表面積值有關(guān),所以BET結(jié)果存在誤差是不可避免的。所以,測樣時(shí)需要固定樣品處理?xiàng)l件進(jìn)行相對比較。與文獻(xiàn)值比較時(shí),也要注意文獻(xiàn)上的樣品預(yù)處理和分析條件。

總結(jié)
? ? ? ?如果需要了解更多BET測試相關(guān)內(nèi)容,可以聯(lián)系我們鑠思百檢測!鑠思百檢測作為華中地區(qū)領(lǐng)先的第三方權(quán)威機(jī)構(gòu),與武漢眾多高校及其分析測試中心有交流合作。除BET測試以外,掃描電鏡,透射電鏡,X射線電子能譜,熱重分析等測試都有豐富的經(jīng)驗(yàn),歡迎聯(lián)系送樣測試!