孔隙度分析仪
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常用的比表面和孔径分析吸附质介绍与比较
作者:金埃谱科技    发布于:2016-04-12 16:23:20    文字:【】【】【

    通常有氮气,氩气,氪气,二氧化碳CO2等气体作为吸附质气体来进行测试多孔材料的比表面积,孔径分布,孔径大小等数据。但是,各种吸附质气体各有利弊及其独有的使用事项。

    氮气:适用于比表面分析,微孔,介孔和大孔的孔径分析,它是最常用的种吸附质气体,易得高纯度,价格便宜且液氮也易获得。它的气固作用比较强,具有公认的分子截面积。氩气:适合比表面分析,微孔,介孔的孔径分析测试。是最理想的吸附质气体,无特别作用,可测微孔及中孔材料。可在较高的相对压力下(10-5-10-3)获得微孔数据(0.3–1nm)。而且扩散快(液氩温度高,87.3K),平衡快,实验时间短。同时也可用液氮,但不能用于大于12nm的孔,因为77.3K比氩的三相点还低6.5K,所以在较大孔内不能凝聚。氪气:在77.35K温度下适合测试超低的比表面积,在87.27K温度下适合测试微孔、中孔薄膜材料的孔径数据。

    沸石分子筛、炭分子筛等微孔材料的孔径和孔体积进行分析是很困难的,因为填充孔径在0.5-1nm的孔要在相对压力在10-7至10-5间才会发生,此时扩散速度和吸附平衡都很慢。与氮气相比(在77.4K),氩气在87.3K时填充孔径在0.5-1nm的孔时相对压力要高很多。并且,较高的填充压力和较高的温度有助于加速扩散和平衡进程。因此,采用氩作吸附质在液氩温度(87.3K)下进行微孔材料分析更为有利。然而,就像氮在77K一样,用氩作为吸附质充满最细的微孔所需的绝对压力仍然很低。在极低压下扩散限制问题,它阻止氮分子以及氩分子进入最细的微孔内(存在于活性炭纤维、炭分子筛等)。这会引致错误吸附等温线和低估孔体积等。解决上述难题的方法(至少是对微孔炭材料而言)是采用CO2吸附质在273.15K时进行吸附。在该温度下的饱和蒸气压约为3.48MPa,也就是说为了达到微孔填充所需的较低相对压力,无需分子涡轮泵级的真空度。CO2吸附达到101325Pa(1 atm),可检测从细微孔到约1.5nm的孔。与低温氮吸附和氩吸附实验相比,在这种相对高温和压力条件下,不存在明显的扩散限制,因此能快速达到平衡。

吸附质比较


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