比表面积及孔隙率分析仪标准操作方法.doc

Pore Size Distribution”→“Adsorption”得到与上图曲线相对应的数据。
需要指出的是不同的方法由于分析的原理不同，适合分析不同的孔型，DR法和HK法均用于分
析小于20A的微孔。点击“右键”→“Tabular Data”→“DR Plot”可调出纵坐标为吸附量、横坐标为相对
样品管毛重测定
将清洁的空样品管（如果需要连同填充棒）装在仪器的脱气站，真空脱气5±1分钟，无需对样品管 加热，脱气结束后，回填氦气，卸下样品管并立即盖上橡皮塞（见注释），称重至0.1mg，并记录该氦 气填充的样品管，塞子和填充棒（如果有的话）的重量，这是样品管的毛重。用同样的样品管，塞子和 填充棒进行以下工作。
用美国康塔公司氮吸附分析仪测定
多孔物质的孔径分布曲线
参考标准号: UOP874-88 (适用于ASTM的国际标准方法)
试验目的: 该方法用于测定多孔物质的比表面,总体积(孔容),平均孔径,和从1 纳米至约200纳米的孔径分布曲线
,该方法描述了用QUANTACHROME AUTOSORB-1或AUTOSORB-6B/3B比表面和孔隙度分析仪分析和 采集数据的标准过程。
”→“Graphics Plots” →“BJH Adsorption” →“BJH Adsorption Pore Volume”可得到BJH法分析出的横坐
标为孔直径、纵坐标为孔体积的孔分布曲线。
点击“右键”→“Tabular Data”可调出相对应的详细数据，如点击“右键” →“Tabular Data” →“BJH
置预处理温度300℃。若样品在300℃会分解，则应设置较低的温度。应该将脱气温度清楚地写入打印报 告中。脱气开始后，计算机将自动控制样品管内压力逐渐降低并加热。
对于粉末样品的脱气，需要执行以下过程，以避免样品因抽真空扬到管颈并阻塞脱气站中的滤网， 甚至污染阀门系统造成漏气。该方法运用于分子筛，轻质粉末和可能含有大量水汽或碳氢化合物的样 品。样品前处理过程如下：
样
品管底部，用氦气置换管内空气约30秒钟，取出通气管并立即用橡胶塞盖紧样品管。
在此功能栏中，可选择若干个相对压力P/Po作为测量点，仪器能自动对以下实验设置测试点，如3点
BET，5点BET，7点BET，11点BET，10/10点吸脱附等温线，20/20点吸脱附等温线，40/40点吸脱附等温
线。用户可以增减测量点。
一般来说，BET方程的适用范围为相对压力小于0.3，故一般在此范围内选择若干点分析多点 BET比表面积，但不是任意若干点都可以，要求得到的BET曲线是一条斜率大于零的直线，此直线 的相关系数应尽量接近1。为了满足这一点，就必须结合经验，反复筛选。通常的方法是：先选择 所有0～0.3范围内的P/Po点，点击“Set Selected”。 点击“OK”后系统自动分析，再点击“右键”→“Graphics Plots”→“BET Plot”，调出分析后的BET曲线
方法概述： 样品通过加热和抽真空脱气，然后称重，再被冷却于液氮中，在液氮温度下，测定在预先设定的不
同压力点下被样品吸附的氮气量（样品的氮吸附量），然后通过计算机处理数据，从20点的吸附等温线 上计算比表面，总孔体积（孔容），平均孔径和孔径分布，结果可根据需要进行打印和/或绘图。
试验设备： 电子天平：万分之一精度，称量仓高度应适合于27mm的样品管，如SARTORIUS R300S。 样品管：6mm或9mm直径，大球。 高纯氮气瓶：具有双重压力调节气阀，能精确控制0.1MPa的出口压力。 高纯氦气瓶：具有双级压力调节气阀，能精确控制0.1MPa的出口压力。 吸附仪：AUTOSORB-1或AUTOSORB-6B或类似产品，尾号－1或－6是指仪器分析站的数目。 填充棒：用于减少死体积，适合于6mm或9mm样品管。 橡皮塞：微型，可塞入或密闭样品管。
仪器的保养
下列事项是仪器的常规保养： 1. 每天检查气瓶压力； 2. 每三天倒空杜瓦瓶并装入新鲜液氮； 3. 每周从去湿机中倒空空气冷凝水； 4. 每二周检查所有站的O形圈是否沾有扬起的粉末样品，如果经常做粉末样品，则需经常检查。 5. 每三个月更换或清洗所有站的滤网(如果经常做粉末样品) 6. 每三个月检查一次泵油(无油泵除外)
择Coase(粗抽)；而对粉末样品，为防止抽气时将粉末带出，选择Fine (细抽)。然后单击“Select”以确定P/
Po吸附测量点，如图2。 —————————————————————————————————————————————
注释：如果使用不与仪器连接的第二氦气源，则填充样品的过程应修正为，将连接氦气源的一个细长管插到倒转过来的
得到详细数据。
3 孔分析
Pore volume 孔体积分析选择P/Po=1；
Pore Size Distribution孔径分析可任意选择P/Po为0.3～1范围内的点(用于中孔分析)；
DR and Fractal分析选择P/Po小于0.4范围内的点(用于微孔分析，也要求像多点BET一样对P/Po值
吸附/脱附等温线的测定
点击主菜单中的“Analysis Menu”
“Physisorption Analysis Menu”，如图1所示。分别设定好窗
口中的以下参数：样品名(Sample ID), 操作者(Operator), 吸附气(Adsorbate Gas,一般为N2)；样品重量 (Weight),脱气时间(Outgas time); 脱气温度(Outgas Temp); 抽真空(Evacuation); 对块状或大颗粒样品一般选
1. 将空样品管连同其填充棒一起称毛重，方法同前述。 2. 将样品装入样品管后，插回填充棒，并在样品管颈口处填塞少量合适的玻璃毛。 3. 设置初始温度90℃，并在该温度下抽真空10±1分钟。 4. 填加温度至100℃，再抽真空10分钟。 5. 在110℃重复步聚3，这时所有的水会被有效地去除。 6. 增加温度至300℃，如果样品吸附的杂质气较多，则应先在150℃真空脱气2-4小时。
图1
图2 参数平衡时间（Equilibration time）是指在仪器采集数据和为下一个测量开始注入氮气之间压力需保 持多长时间的稳定(1到5分钟)，选择时间越长，所花费的测量时间越长；参数压力容忍度(Tolerance)是预 置的真实压力与设定压力点的允许误差，规定的越严格(如设为0)所花费的测量时间越长。预置值3是一 个比较好的在测量速度和精度之间的平衡，完全满足介孔等温吸附曲线的测定，若要进行微孔等温吸附
压力对数的DR曲线
点击“右键” →“Tabular Data” →“DR Method Micropore Analysis”可调出相对应的数据
点击“右键”→“Graphics Plots” →“HK Cumulative Pore Volume”可调出纵坐标为累积吸附体积、横坐
标为孔径的HK曲线
点击“右键” →“Tabular Data” →“HK Method” →“Cumulative Pore Volume”可调出相对应的数
数据分析和处理
吸附/脱附等温线类型可直接反映出试样的孔结构。除此之外，还可利用吸附等温线通过Edit Raw Data and Tags(原始数据和曲线编辑栏)对其他参数进行分析，得到所需的各种数据和曲线。可分析的参数 有：Multi-point BET(多点BET)，Single point BET (单点BET)，Satistical Thickness(吸附层厚度)，Pore Volume(孔体积)，Langmuir Data(郎缪尔数据)，Pore Size Distribution(孔径分布)，DR and Fractal(DR法及 分数维)。分析步骤如下： (1) 调出吸附/脱附等温线。点击“File”→“Open”→“File name”→“OK”。 (2) 进入原始数据和曲线编辑栏。点击“Edit Raw Data and Tags” 左框中是各吸附点及脱附点的P/Po值，右框中为可进行分析的各个参数。
点击“右键”→“Tabular Data” →“Multi→Point BET”得到多点BET的详细数据。 其中Area：多点BET比表面积，m2/g。 Slope: BET图斜率； Y intercept: BET图截距； Correlation Coefficient:曲线相关系数；
C：与吸附热和冷凝热有关的常数。 2 单点BET的分析 分析单点BET，一般选择P/Po=0.3，分析后点击“右键” →“Tabular Data” →“Single Point BET”可
样品的预处理
将样品装入已称重的样品管，样品量是根据样品材料的比表面预期值是不同的，厂家推荐样品重量 应使管内样品的总表面保持在20至50 m2之间。因此，预期的样品比表面越大，所需的样品量越少。对大 多数催化剂，称样量应在0.20±0.02g 左右。
将样品管放入加热包，用金属加热包夹固定好，然后再将样品管装到脱气站口上。在所有需要脱气 的样品都装到脱气站口后，开始脱气，这时被选脱气站的指示灯点亮，在相应脱气站的数字温控器上设
筛选若干点，使最后得到的DR Plot和FHH曲线为一条近似直线)；
分析软件将利用多种不同的方法进行孔的分析，具体有：BJH法、DH法、MP法、HK法、
SF法、DA法、DFT法，不同的方法将采用不同的原理，得到相应的多组数据和曲线。
点击“右键”→“Graphics
Plots”可调出各种不同方法分析出的孔径分布曲线，如“右键
试剂和材料： 所有试剂都应该定分析纯。除非特别指明，水是指高分子水或蒸馏水。 沸石 玻璃毛：无铅，硅化硼玻璃纤维。 氦气：纯度至少99.995％。 氮气：纯度至少99.997％。 液氮
操作过程： 根据AUTOSORB操作手册安装并初始化仪器。在分析样品前，必须能按照手册正确操作并完全理解
Βιβλιοθήκη Baidu手册中的内容（英文版）。
从图中的曲线可以看出，后五点连成的曲线相对较直，则重新点击“右键” →“Edit Raw Data and Tags”进入编辑栏，在Multi→Point BET的Switch栏点击Off位置，再用鼠标选定除后五点之外的其他 点，点击Set Selected将其他点撤消。“OK” →“右键” →“Graphics Plots” →“BET Plot”，则此曲线即为 得到的多点BET曲线。
关掉加热包温度，轻轻地将样品管从加热包中退出，将样品管冷却至室温，点击“Remove”，这时样 品管中被回填氦气，随即可以从脱气站取下。若使用了玻璃毛塞，需取出并立即盖上与称空管时相同的 塞子。称重至0.1mg，减除毛重，即为脱气样品的重量。
样品分析
将新鲜液氮倒入杜瓦瓶，并可在杜瓦中放几粒沸石，液氮的液位和新鲜度在所有站(包括Po站)必须 是一样的，否则可导致总孔体积的测量误差。AS的杜瓦瓶可以容纳足够多的液氮，满足60小时的分析需 要，所以在分析过程中不应该补充液氮。
1 选定进行分析的参数：在参数名前的“Switch”栏中，点击ON位置，栏中将出现“√”标记； 2 选择作为分析对象的P/Po点： 用鼠标在左栏中选好点，后点击“Set selected”，Flags栏中显示出字母标记(若要取消所选择的点，则 点击“Switch”栏中的Off位置，再点击“Set Selected”可取消)； 3 点击“OK”，分析软件可对数据进行分析处理。 (3) 数据分析 1 多点BET的分析
在最少2个小时脱气后，检查样品以确保脱气完全。分子筛和其他吸湿性样品应该至少脱气4小时。 如果可能，最好能脱气过夜。检查脱气效果的方法是：在手动状态下关闭歧管和连接真空泵的阀门，如 果样品管或歧管内压力稳定或上升极为缓慢(少于2mtorr/min)，则说明脱气完全，可以用来分析。如果不 是，则延长或重复脱气过程。
线的测定(压力点在P/Po小于0.001以下)，则应选择 Tolerance = 0。 设定以上参数后，点击“OK”→“Start”→“OK” 仪器将对管道进行再一次初始化，杜瓦瓶上升并自动
调节高度，并按照设置进行吸附量/脱附量的测量，得到的曲线即为吸附/脱附等温线。
关闭设备：先关电路开关，再关真空泵开关、关气。