比表面分析的吸附质气体

确定比表面积分析仪的气体吸附方法的原理是基于气体在固体表面上的吸附特性。在一定压力下，样品颗粒（吸附剂）的表面在超低温下对气体分子（吸附剂）具有可逆的物理吸附作用。 ，并且具有一定的平衡吸附能力，对应于一定的压力。通过测量平衡吸附容量，可使用理论模型等效地获得测试样品的比表面积，孔体积和孔径分布。
高纯度氮和液氮（冷却剂）由于易于获得和良好的可逆吸附特性而成为最常用的吸附物。它们广泛用于比表面积和比表面积分析仪的测定。对于具有小孔和缓慢扩散的微孔样品，例如分子筛和活性炭样品；以及天然矿物，有机材料等比表面积小的样品，氮气作为吸附气体有局限性，因此可以选择氩气。 ，二氧化碳，k等用作吸附气体。
作为吸附气体，氩气可以在87K液氩温度或77K液氮温度下稳定地吸附在材料表面，广泛用于分子筛样品微孔测试中。主要有以下三个原因：1。氮分子是极性分子，具有四极偶极子，它增强了被吸附物分子与不均匀分子筛孔壁之间的作用力，并易于吸附，可以识别具有不同孔径的分子筛带来的困难。与氮分子相比，氩分子是球形的非极性单原子分子，可以获得更精确的微孔分布。
2。对于一定的孔宽度，氮气所需的P / P0低于氩气。因此，使用氩气作为吸附气体，并且可以在较高的P / P0点进行微孔吸附，这有利于提高测试精度。
3。氩可以在87K液态氩温度下吸附，以提高冷浴温度，这有利于缩短平衡时间并提高测试效率。
氩气作为吸附气体测试的局限性在于，当孔径大于12nm时，毛细管冷凝会消失，因此只能用于微孔测试。
对于具有更多微孔的活性炭样品，您可以选择使用二氧化碳作为吸附剂并在冰点处吸附，这主要用于测试活性炭的饱和吸附能力。二氧化碳的凝固点（273K）远远高于氩气和氮气的吸附温度（77K或87K），从而大大提高了气体扩散速率。因此，对于活性炭样品，选择在冰点处吸附二氧化碳具有效率高，易于扩散，易于获得饱和吸附容量的特点，更适合于测试活性炭的饱和吸附容量。但是，二氧化碳的凝固点（3485.3KPa）的饱和蒸气压过高，仅在微孔范围内被吸附，除非使用高压吸附装置，否则不能达到更高的P / P0压力点。 。
对于金属粉末，有机材料和一些比表面积较小的天然矿石，k气可用作吸附气体。