通过BET方法分析多孔二氧化硅的比表面积/四型等温吸脱附曲线

2021-11-09

随着孔隙的增加或者粒径的减小,粉末的比表面积(单位质量的表面积)会增加。通过BET理论可以从吸附等温曲线中获得比表面积(Brunauer-Emmett-Teller 理论: 多分子层吸附理论) ,该理论遵循以下3个假设:

对于II 和 IV型等温线,在BET公式(公式1)中, p/p0在0.05-0.3 之间(形成单分子层的相对压力范围)的曲线为一条直线。 由BET曲线中的斜率和截距分别可以得到C常数和单层吸附量(Vm)。单层吸附量 (cm3 (STP) g-1)表示转化成标准状态下的覆盖所有固体表面的气体分子体积。 BET比表面积是通过单层吸附层上的吸附质分子的截面积乘以吸附量转化的覆盖分子数,计算得到的(公式 2)。 吸附截面取决于吸附剂和吸附质之间的相互作用和吸附温度。σ=0.162 nm2一般用于N2分子截面积。

 

Starting adsorption on the adsorption site on the solid surface

在固体表面的吸附位点开始吸附

 

First and second layers and adsorbed molecules form multimolecular layers

一层,第二层和被吸附的分子形成多分子层

 

BET理论:3个假设

 

①    表面能均一

②    吸附分子之间无相互作用

③    第二层和所有高层的吸附能等于吸附剂的冷凝能

 

V:平衡压力下的吸附量

Vm :单层吸附量

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q1: 一层吸附热

qL:液体冷凝热

σ: 吸附截面积 /nm2

 

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在上述的Develosil100 在N2@77.4 K 下的脱附曲线 (Fig. 1)被分类为IV型曲线,这被作为中孔的一种标志。从该等温曲线中,BET曲线 (Fig. 2)显示evelosil100D的比表面积为296 m2 g-1。

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