bet物理吸附

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BET的原理及使用方法..

BET的原理及使用方法..

Ⅱ型等温线:S型等温线 相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的 单一多层可逆吸附过程。在低P/P0处有拐点B,是等温线的 第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量,相当于单分 子层吸附的完成。随着相对压力的增加,开始形成第二层, 在饱和蒸气压时,吸附层数无限大。 这种类型的等温线,在吸附剂孔径大于20nm时常遇到。 它的固体孔径尺寸无上限。在低P/P0区,曲线凸向上或凸向下, 反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。

中级仪器实验室ASAP2010快速比表面及孔径分布测定仪只能 测定中孔范围的孔径分布,不能测定微孔孔分布。测微孔分布,
仪器需要再配置低压测定装置和分子扩散泵。
6. 比表面积的测定与计算
1. Langmuir吸附等温方程――Langmuir比表面
(1) Langmuir理论模型 • ������ 吸附剂的表面是均匀的,各吸附中心的能量相同; • ������ 吸附粒子间的相互作用可以忽略; • ������ 吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附,一个吸附粒子只 占据一个吸附 中心,吸附 是单层的,定位的; • ������ 在一定条件下,吸附速率与脱附速率相等,达到吸附平衡。 (2) 等温方程 吸附速率:ra∝(1-θ )P ra=ka(1-θ )P 脱附速率rd∝θ rd=kdθ 达到吸附平衡时:ka(1-θ )P=kdθ • 其中,θ =Va/Vm(Va―气体吸附质的吸附量;Vm --单分子层饱和吸附容量,mol/g), 为吸附剂表面被气体分子覆盖的分数,即覆盖度。 设B= ka/kd ,则:θ = Va/Vm=BP/(1+BP),整理可得: P/V = P/ Vm + 1/BVm • 以P/V~P作图,为一直线,根据斜率和截距,可以求出B和Vm 值(斜率的倒数为Vm), 因此吸附剂具有的比表面积为: Sg=Vm·A·σ m • A为Avogadro常数 (6.023x1023/mol) σ m为 一个吸附质分子截面积(N2为16.2x10-20m2),即每个氮气分子在吸附剂表面上所占面 积。 本公式应用于:含纯微孔的物质;化学吸附。

BET的原理和使用方法课件

BET的原理和使用方法课件
等温线的形状密切联系着吸附质和吸附剂的本性,因此对等温线的研究可以获取有关吸附剂 和吸附质性质的信息。例如:由Ⅱ或Ⅳ型等温线可计算固体比表面积;Ⅳ型等温线是中等孔 (孔宽在2-50nm间)的特征表现,同时具有拐点B和滞后环,因而被用于中等范围孔的孔分 布计算。
5. 各类孔相应的测试方法
吸附剂孔径范围不同,表观性质不同,对应的测试方法亦不同。
Ⅱ型等温线:S型等温线
相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。在低 P/P0处有拐点B,是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量,相当于单分 子层吸附的完成。随着相对压力的增加,开始形成第二层,在饱和蒸气压时,吸附层数 无限大。 这种类型的等温线,在吸附剂孔径大于20nm时常遇到。它的固体孔径尺寸无上限。在低 P/P0区,曲线凸向上或凸向下,反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。
Ⅴ型等温线(墨水瓶型)
较少见,且难以解释,虽然反映了吸附剂与吸附质之间作用微弱的Ⅲ型等温线特点,但 在高压区又表现出有孔充填。有时在较高P/P0区也存在毛细管凝聚和滞后环。
Ⅵ型等温线
又称阶梯型等温线。是一种特殊类型的等温线,反映的是固体均匀表面上谐式多层吸附的结 果(如氪在某些清净的金属表面上的吸附)。实际上固体的表面,尤其是催化剂表面,大都是 不均匀的,因此很难遇到此情况。
3. 吸附平衡
固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时,称吸附过程(adsorption);反之,当气体 在固体表面上的浓度减少时,则为脱附过程(desorption)。
吸附速率与脱附速率相等时,表面上吸附的气体量维持不变,这种状态即为吸附平衡。 吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质、吸附质的性质等因素有关。一般而言,物理吸附 很快可以达到平衡,而化学吸附则很慢。

物理化学5.6 BET多分子层吸附理论

物理化学5.6 BET多分子层吸附理论
§5.6固体表面对气体的吸附 (6)BET多分子层吸附定温线
●物理吸附和化学吸附区别
●吸附剂只有一种吸附位,且吸附质只有一种吸附态 的Langmuir吸附
bpA
1 bpA
bp
1 bp
A

bA pA 1bA pA bB
pB
B

bB pB 1bA pA bB
pB微孔中的凝聚。 该吸附剂没有中孔和大孔
吸附定温线Ⅲ:
吸附量全部来自吸附质在吸附剂中、大 孔中的凝聚。 该吸附剂没有微孔,且吸附质 与吸附剂的作用较弱。
吸附定温线Ⅳ:
相对压力较低段:单层吸附,在小孔中的凝聚。 相对压力较高段:在中孔中的凝聚。 该吸附剂中孔丰富,但没有大孔
在一定温度下,吸附质的平衡吸附量 随吸附质的平衡分压改变的曲线。
bpA
1 bpA
V
Vm
气体分子以多分子层物理吸附于固体表面:
1938 年 , Brunauer , Emmett 和 Teller 三 人 在 Langmuir 单 分子层吸附理论基础上提出了多分子层吸附理论,简称 BET理论。
该理论假设:
图5.17 BET多分子吸附模型
固体表面是均匀的(各处吸附能力相同); 吸附靠分子间力,吸附可以是多分子层的; 被吸附的气体分子(横向)之间无相互作用力;
吸附与脱附建立起动态平衡。
由BET理论导出的结果是:
V
(
p p
p)

1 VmC

C 1 .
VmC
p p
——BET多分子层吸附定温式
吸附定温线Ⅴ:
吸附量全部来自吸附质在吸附剂中孔中 的凝聚。 该吸附剂没有微孔和大孔,且吸附质 与吸附剂的作用较弱。

第八讲 吸附等温方程式(BET吸附)

第八讲  吸附等温方程式(BET吸附)

四、吸附等温方程式
p / p0 根据实验数据用 对 p / p0 做图, V (1 p / p0 )
若得直线,则说明该吸附规律符合BET公式,且通过
直线的斜率和截距便可计算出二常数Vm和C。
若吸附发生在多孔物质上,吸附层数就要受到限制,
设只有n 层,于是:
V Vm
C i xi
i 1
这说明x就是相对压力(即 x = p/p0)。将 x = p/p0代入,得到
V
Vm Cp ( p0 p )[1 (C 1) p / p0 ]
这就是著名的BET二常数公式。 Vm——表面盖满一个单分子层时的饱和吸附量,mL/g; C——常数。
四、吸附等温方程式
a1b2 Q1 QL C a b exp RT 2 1
(2)第二层及以后各层的吸附热都一样,而且等于液化热QL。
以S0、S1,S2…Si分别表示被0,1,2…i层分子所覆盖
的面积,如下图所示:
多分子层吸附示意图
则,S0=3个位置 S1=3个,S2=2个,S3=1个,S4=0个,S5=1个。
四、吸附等温方程式
达到平衡时,各种分子层覆盖的面积保持一定。例如,从空白 面积S0来看,吸附到S0上的速度要和S1层脱附的速度相等,在这种
p 2VL cos ln p0 rRT
pr,p0 ——与弯月液面、平液面平衡的蒸气压;VL ——液体的摩尔体积;
——液体的表面张力;
——润湿角(接触角)。
五、毛细凝聚现象
但是不管是否发生毛细凝聚,固体表面与蒸气共存时,
表面总会因吸附蒸气而形成吸附膜,在毛细孔壁上也一样,
也就是说,毛细凝聚是发生在吸附膜这个基础上的,据此 上式应修正为:

bet物理吸附原理

bet物理吸附原理

bet物理吸附原理Bet物理吸附1. 什么是物理吸附?物理吸附是一种气体分子与固体表面通过静电力或凡尔华力相互作用,从而在固体表面附着的现象。

物理吸附是一种较弱的相互作用力,分子可以通过碰撞与表面交换。

相对于化学吸附而言,物理吸附不涉及化学反应。

2. 物理吸附的原理物理吸附的主要原理是分子与固体表面之间的范德华力相互作用。

分子与固体表面靠近时,由于电子云的极化效应,分子和固体表面之间会产生一种引力,这种引力即为范德华力。

范德华力与分子间距的倒数成反比,随着分子与表面的距离减小,范德华力会增大。

3. Bet理论Bet理论是对物理吸附的一种描述模型,由瑞士科学家Stephen Brunauer、Paul Emmett和Edward Teller提出。

该理论基于以下假设:- 吸附层中的各个吸附位点相互独立,不存在相互作用; - 吸附分子与吸附层之间的作用力是物理吸附力。

根据Bet理论,物理吸附的吸附量与压力之间存在着一种关系,即吸附等温线。

Bet等温线由两条线段组成:低压段和高压段。

- 低压段:吸附层中的吸附位点逐渐饱和,吸附量逐渐增加,但增加速率递减; - 高压段:吸附层已达到饱和,继续增加压力不会显著增加吸附量。

4. Bet物理吸附的应用Bet物理吸附广泛应用于材料科学、化学工程和制药工业等领域。

其中包括但不限于以下应用: - 表面积测量:通过测量吸附等温线,可以计算物质的比表面积; - 孔隙结构表征:根据低压段的吸附等温线斜率,可以推断材料孔隙的大小和分布; - 活性物质测定:利用物质在固体表面的物理吸附行为,可以测定活性物质的含量。

总结物理吸附是一种分子与固体表面相互作用的现象,其原理是通过范德华力实现的。

Bet理论对物理吸附进行了描述,并在材料科学和化学工程等领域有重要应用。

通过测量吸附等温线,我们可以了解物质的表面积、孔隙结构和活性物质含量等信息。

BET讲解

BET讲解

物理吸附有以下特点:①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结,故物理吸附热较小,与相应气体的液化热相近;②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大;③物理吸附一般不需要活化能,故吸附和脱附速率都较快;任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附,没有选择性;④物理吸附可以是单分子层吸附,也可以是多分子层吸附;⑤被吸附分子的结构变化不大,不形成新的化学键,故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现,但可有位移;⑥物理吸附是可逆的;⑦固体自溶液中的吸附多数是物理吸附。

与物理吸附相比,化学吸附主要有以下特点:①吸附所涉及的力与化学键力相当,比范德华力强得多。

②吸附热近似等于反应热。

③吸附是单分子层的。

因此可用朗缪尔等温式描述,有时也可用弗罗因德利希公式描述。

④有选择性。

⑤对温度和压力具有不可逆性。

另外,化学吸附还常常需要活化能。

确定一种吸附是否是化学吸附,主要根据吸附热和不可逆性。

吸附等温线随着实验数据的积累,人们从所测得的各种等温线中总结出吸附等温线大致有如下几种类型(图1-1中纵坐标代表吸附量,横坐标为相对压力p/p0,p0代表该温度下被吸附物质的饱和蒸气压,p是吸附平衡时的压力)Ⅰ型等温线是典型的微孔固体的吸附,它以一个平台为特征,在较低相对压力时吸附量迅速增加,然后趋于恒定的数值。

极限吸附量有时表示单分子层饱和吸附量,对于微孔吸附剂可能是将微孔填充满的量。

化学吸附即属于此类。

Ⅱ型等温线是属于非孔固体的,是发生多分子层吸附的结果,并且吸附层数可以认为不受限制。

它的特征是起始段的曲线斜率较大,然后由大变小,没有滞后环。

Ⅲ型和Ⅴ型等温线是由于吸附剂和吸附质相互作用非常弱而产生的,它们不具有分析表面积和孔结构的价值,其特征为从原点开始向相对压力增大的方向即向上弯曲。

Ⅲ型等温线向上弯曲的趋势一致保持不变,而Ⅴ型等温线则在相当高的相对压力下(经常在0.5以后)有一个拐点Ⅳ型等温线可以分为两个区,即低压区和高压区。

BET的原理及使用方法解读

BET的原理及使用方法解读
第一章 理论介绍
1. 吸附
气体与清洁固体表面接触时,在固体表面上气体的浓度高 于气相,这种现象称吸附(adsorption)。吸附气体的固 体物质称为吸附剂(adsorbent);被吸附的气体称为吸 附质(adsorptive);吸附质在表面吸附以后的状态称为 吸附态。 吸附可分为物理吸附和化学吸附。 化学吸附:被吸附的气体分子与固体之间以化学键力结合, 并对它们的性质有一定影响的强吸附。 物理吸附:被吸附的气体分子与固体之间以较弱的范德华 力结合,而不影响它们各自特性的吸附。
第一段:先形成单层吸附,拐点B指示单分子层饱和吸附量 第二段:开始多层吸附 第三段:毛细凝聚,其中,滞后环的始点,表示最小毛细孔开 始凝聚;滞后环的终点, 表示最大的孔被凝聚液充满; 滞后 环以后出现平台,表示整个体系被凝聚液充满,吸附量不再增 加,这也意味着体系中的孔是有一定上限的。
Ⅴ型等温线(墨水瓶型)
5.活性表面积的测定
BET法测定的是吸附剂总表面积,而通常是其中的一部分才有活性,这部分叫活性表面,可采 用“选择性化学吸附”方法测定活性表面的面积,如表面氢氧滴定方法。 许多高比表面积的吸附状是孔状的,对于这样的物质经常要区分外表面和内表面。外表面是指 独立颗粒或结块的外 围面积。但因为在原子尺度上,固体的表面很少是光滑的,因此要准确定义 是有困难的。一般约定为:外表面包括所有突出物以及那些宽度大于深度的裂缝的表面。 内表面 为所有深度大于宽度的裂缝、孔、洞的 壁。
较少见,且难以解释,虽然反映了吸附剂与吸附质之间 作用微弱的Ⅲ型等温线特点,但在高压区又表现出有孔充填。 有时在较高P/P0区也存在毛细管凝聚和滞后环。
Ⅵ型等温线 又称阶梯型等温线。是一种特殊类型的等温线,反映的是固 体均匀表面上谐式多层吸附的结果(如氪在某些清净的金属表 面上的吸附)。实际上固体的表面,尤其是催化剂表面,大都 是不均匀的,因此很难遇到此情况。 等温线的形状密切联系着吸附质和吸附剂的本性,因此对等 温线的研究可以获取有关吸附剂和吸附质性质的信息。例如: 由Ⅱ或Ⅳ型等温线可计算固体比表面积;Ⅳ型等温线是中等孔 (孔宽在2-50nm间)的特征表现,同时具有拐点B和滞后环, 因而被用于中等范围孔的孔分布计算。

bet等温式属于五种吸附等温线中的类型

bet等温式属于五种吸附等温线中的类型

在研究物理化学领域时,我们经常会遇到各种吸附等温线类型的分类。

其中,bet等温式作为五种吸附等温线中的一种类型,具有其独特的特点和应用。

本文将深入探讨bet等温式的定义、特性和应用,并从不同角度进行全面评估,以便更好地理解这一主题。

一、bet等温式的定义bet等温式是由布鲁诺·保罗·贝特在1938年提出的吸附等温线类型之一。

它描述的是气体或液体在固体表面上的吸附情况,通常用来研究大面积吸附体系。

bet等温式的基本假设是固体表面上存在两种吸附位点,即吸附作用较弱的类型Ⅰ位点和吸附作用较强的类型Ⅱ位点。

根据这一假设,bet等温式能够较好地描述气体或液体在固体表面上的吸附行为。

二、bet等温式的特性1. 双层吸附:bet等温式假设固体表面上存在两种吸附位点,这导致了双层吸附的现象。

在低覆盖度下,气体或液体分子首先吸附在类型Ⅰ位点,形成单层吸附层;随着覆盖度的增加,分子继续吸附在类型Ⅱ位点,形成第二层吸附层。

这种双层吸附的特性是bet等温式的重要特点之一。

2. 吸附热:bet等温式可以通过吸附热来描述吸附过程中的能量变化。

根据bet等温式的理论,吸附热随着覆盖度的增加而减小,这与吸附类型Ⅰ位点和Ⅱ位点的吸附能力有关。

这种特性在实际应用中具有一定的意义,可以帮助我们更好地理解和控制吸附过程。

3. 吸附平衡:bet等温式还可以描述气体或液体在固体表面上的吸附平衡状态。

通过研究吸附等温线,我们可以了解吸附系统在不同温度、压力下的平衡状态,从而为工业生产和环境保护提供重要的参考依据。

三、bet等温式的应用1. 气体吸附分离:利用bet等温式的双层吸附特性,可以设计并优化气体吸附分离过程。

在石油化工行业中,通过合理选择吸附剂和操作条件,可以实现二氧化碳和甲烷等气体的有效分离和提纯。

2. 表面积测定:bet等温式广泛应用于固体材料的比表面积测定。

通过建立吸附等温线模型,可以准确地计算固体材料的比表面积,为材料表征和性能评价提供重要依据。

BET的原理与应用

BET的原理与应用

BET的原理与应用一、BET的定义BET是指Brunauer-Emmett-Teller模型,是一种常用的物理吸附等温线理论模型。

它描述了气体分子在固体表面上的吸附行为,能够定量地表征固体材料的比表面积和孔隙结构。

二、BET的原理BET模型基于以下假设: 1. 固体表面是吸附分子与固体之间相互作用的场所。

2. 吸附分子吸附在固体表面形成一个单分子层。

3. 吸附分子在吸附过程中不会发生任何化学反应。

根据以上假设,BET模型推导出了以下公式: BET equation其中,P表示吸附物分子的压力,P0表示饱和蒸汽压力,V表示单位质量的吸附物分子对应的摩尔体积,C表示吸附物分子在单层上的分子个数,C_0表示单位表面积上的分子个数,V_m表示单分子层的摩尔体积。

三、BET等温线的测定方法BET等温线的测定通常需要使用气体吸附仪器,按照以下步骤进行: 1. 准备样品:样品必须是粉末或多孔颗粒状的材料。

2. 真空处理:将样品置于高真空中,除去吸附在样品表面的杂质和空气。

3. 吸附测量:通过将气体以不同的压力逐渐加入吸附仪器中,测量吸附到样品表面上的气体量。

4. 计算分析:根据BET模型的公式,将测定结果进行数据处理,得到比表面积和孔隙结构参数。

四、BET的应用领域BET广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 材料科学BET被用来评估材料的比表面积,对催化剂、吸附材料等的研究有重要意义。

通过测定材料的比表面积,可以了解其与周围环境的接触程度,进而优化材料的设计与性能。

2. 孔隙结构研究BET可以揭示材料的孔隙结构,包括孔径、孔体积等。

这对于吸附、分离等过程的研究有着重要意义,也在材料的制备和改良过程中起到指导作用。

3. 药物研发在药物研发过程中,BET可用于评估药物固体的溶解度、稳定性等关键性质。

同时,通过研究药物与载体的吸附行为,可以优化药物制剂的效果和质量。

4. 环境保护BET可用于研究和评估环境材料的吸附性能,如水处理材料、废气净化材料等。

bet方程多层吸附

bet方程多层吸附

BET方程是一种常用的数学模型,用于描述多层吸附现象。

BET方程基于等温吸附原理,通过测量气体在固体表面的吸附量来推算固体表面的比表面积、孔径分布和孔体积等参数。

BET方程的数学表达式为:C/(V1-V0) = (C-Cmin)/(Vmax-V0) * (1-BET) + BET * (Cmin-C)/(Vmin-V0)
其中,C是吸附平衡时气体的浓度,V1是吸附剂的总体积,V0是孔体积,Cmin是饱和吸附量下的气体浓度,Vmax是理论上的最大孔体积,Vmin是最小孔体积,BET 是BET常数,通常取值在0.05~0.3之间。

通过BET方程,我们可以计算出固体表面的比表面积、孔径分布和孔体积等参数。

这些参数对于了解材料的表面性质、催化性能和吸附行为等方面具有重要的意义。

因此,BET方程在材料科学、化学和物理等领域得到了广泛的应用。

BET的原理及使用方法

BET的原理及使用方法

第一段:先形成单层吸附,拐点B指示单分子层饱和吸附量 第二段:开始多层吸附 第三段:毛细凝聚,其中,滞后环的始点,表示最小毛细孔开 始凝聚;滞后环的终点, 表示最 大的孔被凝聚液充满; 滞后环以后出现平台,表示整个体系被凝聚液充满,吸附量不再增加, 这也意味着体系中的孔是有一定上限的。
Ⅴ型等温线(墨水瓶型)
3. 吸附平衡
固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时,称吸附过程(adsorption);反之,当气体 在固体表面上的浓度减少时,则为脱附过程(desorption)。 吸附速率与脱附速率相等时,表面上吸附的气体量维持不变,这种状态即为吸附平衡。 吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质、吸附质的性质等因素有关。一般而言,物理吸附 很快可以达到平衡,而化学吸附则很慢。 吸附平衡有三种:等温吸附平衡、等压吸附平衡和等量吸附平衡。
Ⅳ型等温线: 低P/P0 区曲线凸向上,与Ⅱ型等温线类似。在较高P/P0区,吸附质发生毛细管凝聚,等温 线迅速上升。当所有孔均发生凝聚后,吸附只在远小于内表面积的外表面上发生,曲线平坦。 在相对压力1接近时,在大孔上吸附,曲线上升。 由于发生毛细管凝聚,在这个区内可观察到滞后现象,即在脱附时得到的等温线与吸附时得 到的等温线不重合,脱附等温线在吸附等温线的上方,产生吸附滞后(adsorption hysteresis),呈现滞后环。这种吸附滞后现象与孔的形状及其大小有关,因此通过分析吸脱 附等温线能知道孔的大小及其分布。 Ⅳ型等温线是中孔固体最普遍出现的吸附行为,多数工业催化剂都呈Ⅳ型等温线。滞后环 与毛细凝聚的二次过程有关。 Ⅳ型吸附等温线各段所对应的物理吸附机制:
Ⅱ型等温线:S型等温线 相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。在低 P/P0处有拐点B,是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量,相当于单分 子层吸附的完成。随着相对压力的增加,开始形成第二层,在饱和蒸气压时,吸附层数 无限大。 这种类型的等温线,在吸附剂孔径大于20nm时常遇到。它的固体孔径尺寸无上限。在低 P/P0区,曲线凸向上或凸向下,反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。

bet工作原理

bet工作原理

BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积测试法是一种测定固体比表面积的实验方法,其工作原理基于物理吸附。

BET法通过测量固体表面在低温下对氮气的吸附能力,从而推算出固体的比表面积。

以下是BET法的工作原理:
1. 物理吸附:当氮气分子与固体表面接触时,它们会在固体表面上形成一层吸附层。

在低温条件下,氮气分子在固体表面上的吸附主要是物理吸附,即通过分子间的范德华力相互作用。

2. BET模型:BET法基于Brunauer、Emmett和Teller三位科学家提出的多层吸附理论。

BET模型假设吸附位在热力学和动力学意义上是均一的,吸附分子间无相互作用,吸附可以是多分子层的,且不一定完全铺满单层后再铺其他层。

3. BET方程:根据BET模型,可以得到著名的BET方程,该方程描述了吸附质在固体表面的吸附量与相对压力之间的关系。

通过实验测量不同相对压力下的吸附量,可以拟合得到BET方程中的吸附常数,从而计算出固体的比表面积。

4. 数据处理:在进行BET实验时,需要测量不同相对压力下的吸附量。

通常情况下,BET公式只适用于处理相对压力约为0.05 - 0.35之间的吸附数据。

通过拟合BET方程,可以得到吸附常数,进而计算出固体的比表面积。

BET法的工作原理是基于物理吸附,通过测量固体表面在低温下对氮气的吸附能力,从而推算出固体的比表面积。

BET

BET

BET吸附测比表面积BET吸附等温式是在Langmuir吸附理论基础上建立发展起来的,主要基于两点假设:⑴物理吸附为分子间力,被吸附的分子与气相分子之间仍存在此种力,因而可发生多层吸附,但第一层的吸附与以后的多层吸附不同,后者与气体的凝聚类似;⑵吸附达到平衡时,每吸附层上的蒸发速度与凝聚速度相等,因此能够对每层写出相应的吸附平衡式。

经过一定程序的数学处理,可得到熟知的BET吸附等温式:式中V--吸附量;p--吸附时的平衡压力;p0--吸附气体在给定温度下的饱和蒸汽压;Vm--表面形成单分子层所需要的气体体积;c--与吸附有关的常数。

较大的比表面积可使表面原子数增加,无序度增加,键态严重失配,出现多活性中心,表面台阶和粗糙度增加,表现出非化学平衡和非整数配位的化学价,可促进光催化反应的进行对灼烧前后两样品的比表面积测定结果分别为180.3m2?g-1和85.8m2?g-1。

灼烧前样品的比表面积比灼烧后样品的比表面积大,这是因为所制TiO2纳米粒子的尺寸较小,灼烧过程中,发生颗粒内的致密化(初始晶粒之间的孔坍塌或消失)和颗粒间的合并;同时由于所制TiO2 纳米粒子洗涤充分,表面活性剂在晶粒表面无吸附,不能有效的防止TiO2颗粒在灼烧过程中的团聚。

N2吸附-脱附曲线(BET)是表征介孔材料结构的重要测试手段。

根据BET测试结果可以得到介孔材料BET比表面积、孔径分布、孔容和孔道类型等信息,从而为进一步分析介孔材料结构与性能的关系提供了更加详实的依据。

对于大多数材料而言,吸附中起主要作用的是物理吸附,其等温曲线形状不外乎国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)所定义的六种类型,通常介孔材料的吸-脱附等温曲线多为IV型。

然而由于介孔材料其孔型、孔径各异,从而IV型曲线也表现为不同的形状。

采用自动气体吸附仪分析样品的比表面积和孔径分布情况,吸附气体为氮气,分别以Brunauer-Emmett-Teller(BET)和Barrett-Joyner-Halenda(BJH)法分析样品的比表面积和孔径分布。

物理吸附相关问题解析问及BET孔径分析

物理吸附相关问题解析问及BET孔径分析

物理吸附相关问题解析及BET孔径分析序静态气体吸附分析是一个分析过程,而不是一个测量过程。

首先要根据样品性质选择正确的预处理和分析条件,以获得准确的实验数据。

其次,针对孔结构的计算必须考虑材料的固有性质,如表面极性、孔型(圆柱孔、狭缝孔、球状孔等)甚至孔与孔之间的连接方式等。

正确地计算材料的孔分布不仅要求实验的准确性,更要求对样品性质有清晰地认识,方可选择正确的计算方法和模型,进尔获得有意义的结果。

目前,气体吸附分析技术作为多孔材料比表面和孔径分布分析的不可或缺的手段,得到了广泛应用。

物理吸附分析不仅应用于传统的催化领域,而且渗透到新能源材料、环境工程等诸多领域。

但是,仪器的自动化也带来了对仪器原理和分析过程不求甚解的问题,加上在市场上某些不负责任的误导,使得对数据的采信存在着误区,部分发表出的文章存在明显错误。

在很多应用中,对如何设计实验,对所得到的数据如何判断,存在着很大的盲目性。

大量的应用甚至概念性的基础问题,亟待澄清。

2007年,作者曾受中国化学会催化分会的邀请,从事《多孔物质气体吸附理论及应用概论》的讲座培训和基础知识普及,并负责《现代催化研究技术》丛书的有关章节的写作。

但由于工作繁忙,这项工作被搁置起来。

而这些年来,新的材料不断涌现,各种有序介孔分子筛、微孔分子筛、金属- 有机框架等不断地被合成出来,新材料的孔分析技术也随之得到了飞跃式发展。

2015年8月,国际化学领域最权威的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了最新的比表面积和孔径的气体吸附分析规范,这是自该机构于1985年颁布的规范之后,气体吸附分析领域30年来的头等大事之一,是随后制定新的比表面积、孔径分析的ISO、ASTM标准的最重要科学基础。

由于目前国内对物理吸附知识介绍的书籍还比较匮乏,并且多集中在理论推导,应中国颗粒学会之约,作者以多年的教学和研究心得,结合IUPAC2015年公布的最新规范,编纂这本《物理吸附100 问》成书。

BET的原理及使用方法

BET的原理及使用方法
压力越高,吸附量越多,表现出有孔充填。
有一些物系(例如氮在各种聚合物上的吸附)出现逐渐弯曲的等温线,没有可识别的B点.在这
种情况下吸附剂和吸附质的相互作用是比较弱的。
Ⅳ型等温线:
低P/P0 区曲线凸向上,与Ⅱ型等温线类似。在较高P/P0区,吸附质发生毛细管凝聚,等温
线迅速上升。当所有孔均发生凝聚后,吸附只在远小于内表面积的外表面上发生,曲线平坦。
积。下图为:显示B点的II型典型等温线
(4)单点法
氮吸附时C常数一般都在50-300之间,所以在BET作图时截距常常很小。因此在比
较粗略的计算中可忽略,即把P/P0在0.20—0.25左右的一个实验点和原点相连,由它的
斜率的倒数计算Vm值,再求算比表面积
3.V-t作图法求算比表面
计算比表面积还可以用经验的厚层法(即t-Plot法)。此法在一些情况下可以分别求出不同尺寸
附等温线的测定范围内,达到吸附平衡后残留在死空间中的未被吸附的氪气量变化就会很大,可以
测得准确,因此氪气适合于低比表面固体的测定。
5.活性表面积的测定
BET法测定的是吸附剂总表面积,而通常是其中的一部分才有活性,这部分叫活性表面,可采
用“选择性化学吸附”方法测定活性表面的面积,如表面氢氧滴定方法。
许多高比表面积的吸附状是孔状的,对于这样的物质经常要区分外表面和内表面。外表面是指
独立颗粒或结块的外 围面积。但因为在原子尺度上,固体的表面很少是光滑的,因此要准确定义
是有困难的。一般约定为:外表面包括所有突出物以及那些宽度大于深度的裂缝的表面。 内表面
为所有深度大于宽度的裂缝、孔、洞的 壁。
7. 为孔体积、孔面积对孔半径的平均变化率与孔半径的关系,也有表示成孔分
脱附速率rd∝θ rd=kdθ

bet单层吸附量

bet单层吸附量

bet单层吸附量吸附是指物质在接触表面附着并留在上面的过程。

在科学和工程领域中,吸附现象被广泛应用,包括废水处理、气体分离、化学反应等。

而在研究吸附过程中,一个重要的参数就是吸附剂的吸附量,而bet单层吸附量是其中一个常用的指标。

BET(Brunauer-Emmett-Teller)理论是描述多孔吸附剂吸附特性的经典理论,该理论通过对吸附等温线的分析,计算得到吸附剂的表面积和吸附量。

在BET理论中,单层吸附量是指在吸附等温线中,吸附量达到饱和时形成的单层吸附的吸附量。

通常用单位面积的吸附量来表示,比如单位面积上的吸附质量或者吸附分子的个数。

在实际应用中,研究者常常通过实验方法来测定吸附剂的BET单层吸附量。

其中,常用的方法包括氮气吸附法和比表面积分析法。

氮气吸附法是一种常用的实验方法,通过在特定条件下让氮气在吸附剂表面吸附,然后根据吸附等温线的分析,计算吸附量和吸附面积。

比表面积分析法则是通过浸渍法,吸附剂吸附一层厚度很薄的物质,然后通过物质的质量变化,计算吸附的量,从而得到单层吸附量。

在吸附剂的表征和应用中,BET单层吸附量是一个非常重要的参数,可以反映吸附剂的吸附性能和表面特性。

通过对吸附量的测定和分析,可以更好地了解吸附剂的吸附机理,从而指导吸附过程的设计和优化。

因此,研究吸附剂的BET单层吸附量对于吸附理论的研究和吸附技术的发展具有重要的意义。

总的来说,吸附是一个广泛应用的物理和化学现象,而BET单层吸附量作为吸附剂吸附性能的重要指标,对吸附过程的理解和吸附技术的发展具有重要的意义。

通过实验方法的测定和分析,可以准确地得到吸附剂的BET单层吸附量,为吸附研究和应用提供重要的参考依据。

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bet物理吸附
“bet物理吸附”是指一种吸附技术,通过使用高表面积的材料来吸附气体或溶液中的不同成分。

这种吸附材料通常被称为“bet表面”,是由微孔、介孔和大孔等不同大小的孔隙组成的。

在这篇文章中,我们将会详细介绍bet物理吸附技术的原理、应用和优缺点。

1. 原理
Bet吸附法是1938年由Brunauer、Emmett和Teller发明的,因而得名。

它是基于气体或溶液分子吸附在表面上的原理。

Bet式吸附分析主要分为以下几个步骤:
①样品制备:将样品研磨成粉末并脱气,去除样品中的所有水和气体,以免干扰吸附和解吸。

②吸附:将脱气后的样品在不同相对压力下,暴露在吸附剂的表面上。

吸附过程中,样品中的成分会通过物理相互作用与吸附剂表面发生相互作用。

③解吸:减小样品的相对饱和蒸汽压力,使样品中的吸附分子从吸附剂表面解离并返回原溶液或气体相中。

④分析:通过比较溶液或气体中吸附分子的浓度,计算出吸附剂表面的孔隙大小、孔隙体积、孔径分布等信息。

2. 应用
Bet吸附法具有广泛的应用领域,如化学、环境、材料科学、能源和地质学等。

下面是一些具体应用的例子:
①催化剂表征:bet技术可以用于评估催化剂中的孔隙大小与分布,从而优化催化剂的性能。

②环境分析:bet技术可以评估土壤、吸附剂或垃圾填埋场中污染物的分布情况。

③纳米材料研究: bet技术可用于确定有机和无机纳米材料中的比表面积、孔隙度和孔隙大小。

④制药工程:bet技术可用于评估制药剂量形式中的粒子形态和
孔隙度,以便优化制药剂量的性能。

⑤燃料储存:bet技术可用于评估各种不同材料在吸附燃料储存和释放上的性能。

3. 优缺点
bet技术具有优点和缺点,如下所示:
优点:
①非常灵敏,可以检测很小的孔隙大小和孔隙体积。

②可以用于计算各种孔隙分布参数,包括孔隙总体积、孔隙直径分布和孔隙壁厚度等。

③可用于孔隙大小范围从微米到亚纳米的一系列材料。

④简单易操作,并且实验时间较短。

缺点:
①对样品的物理和化学性质非常敏感,可能会对吸附峰产生干扰。

②仅限于“物理吸附”,无法检测化学吸附。

③需要大量的表面积,因此评估大块材料可能会非常昂贵或困难。

④需要对数据进行外推或插补,以补充数据点,这可能会导致较大的误差。

总之,“bet物理吸附”是一种广泛应用于多个领域的技术,可以评估样品表面的孔隙特征,得出不同孔隙大小以及孔隙分布等相关参数。

本文从其原理、应用和优缺点三个方面阐述了此技术的基础,希望对相关研究者提供帮助。

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