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    物理吸附氣體的選擇

    發布時間:2022-04-06      點擊次數:618

    氣體的作用

         由于沒有工具對比表面積和孔體積進行直接的測量,人們就根據物理吸附的特點,以已知分子截面積的氣體分子作為探針,創造一定條件,使氣體分子覆蓋于被測樣品的整個表面(吸附),通過被吸附的分子數目乘以分子截面積即認為是樣品的比表面積,通過被吸附的分子數目乘以分子體積即認為是樣品的孔體積。

    氣體的選擇

         如前所述,氣體分子是作為吸附探針來分析比表面的,所以它應該滿足以下應用條件:

          1) 氣體分子相對惰性,保證不與吸附劑發生化學作用;

          2) 為了使足夠氣體吸附到固體表面,測量時固體必須冷卻,通常冷卻到吸附氣體的沸點,因此要求冷卻劑相對容易得到;

          3) 符合或滿足理想氣體方程的使用條件。

          在恒定低溫下測量氣體的吸附和脫附曲線,所使用的氣體是那些在固體表面形成物理吸附的氣體,尤其是在77.4K時的氮氣、77.4K87.3K時的氬氣、或195K273.15K時的二氧化碳。因為氮氣非常便宜,所以作為被吸附物質得到廣泛應用。由于氣體分子尺寸各異,可以進入的孔也各不相同,因此測量溫度不同,得出的結果可能不同。

          但是 ISO9277-2010 指出,如果材料是石墨化的碳或具有羥基化的氧化物表面,因為氮分子傾向于與表面羥基垂直相互作用,氮分子的四極矩取向依賴于羥基的表面密度。這導致了氮氣的截面積值減小。它要求使用液氬中的氬吸附(Ar@87.3K)測定這類表面的樣品的 BET 表面積。

          由于氮氣不是*的惰性氣體,與孔壁可以發生四極矩作用,IUPAC 2015 年正式建議,氮氣不適合微孔樣品的分析,應該采用 87K 下的氬氣作為吸附氣體。

    氣體純度要求

       因為吸附氣體是用來評估吸附劑表面積和孔徑的,氦氣是用來測定死體積的,所以根據ISO15901 的要求,這些氣體的純度必須在 99.99%以上,但 IUPAC 2015 年的報告中指出,吸附氣體的純度不得低于 99.999%

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