Bet测试常见问题(三)
用全自动比表面积及孔径分析仪(BET)分析样品时,铄思百平台工作人员在与很多同学沟通中了解到,好多同学仅仅是通过文献或者师兄师姐的推荐对BET测试有了解,但是对于其原理还属于小白阶段,针对此,铄思百平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理,希望可以帮助到科研圈的伙伴们。
1. BET公式中常数C的意义
C是与吸附热E1和EL有关的常数。

BET公式中有(C-1)这一项,因此C的值会决定吸附等温线的形状。
(1)C < 1时, E1 << EL,在等温线起始段,等温线凸向相对压力 P/P0 轴,对应IUPAC吸附等温线分类中的III型和V型(指0.05 < P/P0 < 0.35这一部分)。

(2)C > 2时,等温线起始段(P/P0不大时)凸向吸附量V轴, 出现一明显的拐点, C值越大(E1 >> EL),等温线起始段越向 V 轴凸出, 对应IUPAC吸附等温线分类中的II和 IV型(指0.05 < P/P0 < 0.35这一部分)。

(3)当C=2 时,等温线起始段近似为直线,拐点消失。
注:在BET公式适用的范围内(0.05 < P/P0 < 0.35 ),C值在3 - 1000之间。因此, II, IV型吸附等温线是理想的测试平台。
一般地, 以氮气为吸附质, 在金属、聚合物和有机物上, C值在2 - 50 之间; 氧化物和二氧化硅上, C值约50 - 200; 在活性炭和分子筛等强吸附剂上, C 值大于200。
2. 为什么常用N2来做吸脱附实验?
气体吸脱附实验对吸附质分子的要求:吸附质分子应该尽量小、接近球形而且对表面惰性。满足要求的分子有:氮、氪和氩等。
N2的优势:价格便宜,高纯度的N2易于获取,且N2在大多数表面上都可以生成意义明确的II、 IV 型吸附等温线,并且分子截面积得到公认,所以最为常用。
注:为什么需要II、IV型吸附等温线?参见第1条。
3. 什么情况下不能够用N2作为吸附质?
(1)N2可以和样品表面发生强相互作用或者化学吸附;
(2)N2与样品吸附太弱(C < 1),无法形成II、IV型吸附等温线;
(3)样品比表面积很小,吸附引起的压力变化过小(P/P0 < 0.05),采用N2作为吸附质时系统误差大,此时应该采取饱和蒸汽压更低的氪和氩作为吸附质。
4. 孔容积(pore volume)和孔径分布(pore size distribution)
孔结构的测定一般有气体吸附法和压汞法等,气体的物理吸附应用于直径小于50 nm的孔,而压汞法可应用于直径大于约3.5 nm的孔系统。对于分子不能进入的封闭孔(closed pore)可用小角 X 射线散射或小角中子散射等方法测定。
注意:不要用气体吸脱附实验测试孔径大于50 nm的样品。
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