bet的原理及使用方法

1、第一章 理論介紹,1. 吸附,氣體與清潔固體表面接觸時，在固體表面上氣體的濃度高于氣相，這種現(xiàn)象稱吸附（adsorption）。吸附氣體的固體物質(zhì)稱為吸附劑（adsorbent）；被吸附的氣體稱為吸附質(zhì)（adsorptive）；吸附質(zhì)在表面吸附以后的狀態(tài)稱為吸附態(tài)。 吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。 化學(xué)吸附：被吸附的氣體分子與固體之間以化學(xué)鍵力結(jié)合，并對它們的性質(zhì)有一定影響的強吸附。 物理吸附：被吸附的氣體分子與固體之間以較弱的范

2、德華力結(jié)合，而不影響它們各自特性的吸附。,兩種吸附的不同特征,由于物理吸附的“惰性”，通過物理吸附的行為及吸附量的大小可以確定固體的表面積、孔體積及其孔徑分布。,2． 孔的定義,固體表面由于多種原因總是凹凸不平的，凹坑深度大于凹坑直徑就成為孔。有孔的物質(zhì)叫做多孔體(porous material)，沒有孔的物質(zhì)是非孔體(nonporous material)。多孔體具有各種各樣的孔直徑(pore diameter)、孔徑分布(pore

3、size distribution)和孔容積(pore volume)。 孔的吸附行為因孔直徑而異。IUPAC定義的孔大?。讓挘┓譃椋?微孔（micropore） 7500nm（大氣壓下水銀可進入） 此外，把微粉末填充到孔里面，粒子(粉末)間的空隙也構(gòu)成孔。雖然在粒徑小、填充密度大時形成小孔，但一般都是形成大孔。分子能從外部進入的孔叫做開孔(open pore)，分子不能從外部進入的孔叫做閉孔(clos

4、ed pore)。 單位質(zhì)量的孔容積叫做物質(zhì)的孔容積或孔隙率(porosity),3． 吸附平衡,固體表面上的氣體濃度由于吸附而增加時，稱吸附過程（adsorption）；反之，當(dāng)氣體在固體表面上的濃度減少時，則為脫附過程（desorption）。 吸附速率與脫附速率相等時，表面上吸附的氣體量維持不變，這種狀態(tài)即為吸附平衡。吸附平衡與壓力、溫度、吸附劑的性質(zhì)、吸附質(zhì)的性質(zhì)等因素有關(guān)。一般而言，物理吸附很快可以達到平衡，而化學(xué)

5、吸附則很慢。 吸附平衡有三種：等溫吸附平衡、等壓吸附平衡和等量吸附平衡。,4． 等溫吸附平衡――吸附等溫線,在恒定溫度下，對應(yīng)一定的吸附質(zhì)壓力，固體表面上只能存在一定量的氣體吸附。通過測定一系列相對壓力下相應(yīng)的吸附量，可得到吸附等溫線。吸附等溫線是對吸附現(xiàn)象以及固體的表面與孔進行研究的基本數(shù)據(jù)，可從中研究表面與孔的性質(zhì)，計算出比表面積與孔徑分布。 吸附等溫線有以下六種（圖1）。前五種已有指定的類型編號，而第六種是近年補

6、充的。吸附等溫線的形狀直接與孔的大小、多少有關(guān)。,Ⅰ型等溫線：Langmuir等溫線 相應(yīng)于朗格繆單層可逆吸附過程，是窄孔進行吸附，而對于微孔來說，可以說是體積充填的結(jié)果。樣品的外表面積比孔內(nèi)表面積小很多，吸附容量受孔體積控制。平臺轉(zhuǎn)折點對應(yīng)吸附劑的小孔完全被凝聚液充滿。微孔硅膠、沸石、炭分子篩等，出現(xiàn)這類等溫線。 這類等溫線在接近飽和蒸氣壓時，由于微粒之間存在縫隙，會發(fā)生類似于大孔的吸附，等溫線會迅速

7、上升。,Ⅱ型等溫線：S型等溫線 相應(yīng)于發(fā)生在非多孔性固體表面或大孔固體上自由的單一多層可逆吸附過程。在低P/P0處有拐點B，是等溫線的第一個陡峭部,它指示單分子層的飽和吸附量，相當(dāng)于單分子層吸附的完成。隨著相對壓力的增加，開始形成第二層，在飽和蒸氣壓時，吸附層數(shù)無限大。 這種類型的等溫線，在吸附劑孔徑大于20nm時常遇到。它的固體孔徑尺寸無上限。在低P/P0區(qū)，曲線凸向上或凸向下，反映了吸附質(zhì)與吸附劑相

8、互作用的強或弱。,Ⅲ型等溫線：在整個壓力范圍內(nèi)凸向下，曲線沒有拐點B 在憎液性表面發(fā)生多分子層，或固體和吸附質(zhì)的吸附相互作用小于吸附質(zhì)之間的相互作用時，呈現(xiàn)這種類型。例如水蒸氣在石墨表面上吸附或在進行過憎水處理的非多孔性金屬氧化物上的吸附。在低壓區(qū) 的吸附量少，且不出現(xiàn)B點，表明吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用力相當(dāng)弱。相對壓力越高，吸附量越多，表現(xiàn)出有孔充填。 有一些物系（例如氮在各種聚合物上的吸附）出現(xiàn)逐漸彎曲的

9、等溫線，沒有可識別的B點．在這種情況下吸附劑和吸附質(zhì)的相互作用是比較弱的。,Ⅳ型等溫線： 低P/P0 區(qū)曲線凸向上，與Ⅱ型等溫線類似。在較高P/P0區(qū)，吸附質(zhì)發(fā)生毛細管凝聚，等溫線迅速上升。當(dāng)所有孔均發(fā)生凝聚后，吸附只在遠小于內(nèi)表面積的外表面上發(fā)生，曲線平坦。在相對壓力1接近時，在大孔上吸附，曲線上升。 由于發(fā)生毛細管凝聚，在這個區(qū)內(nèi)可觀察到滯后現(xiàn)象，即在脫附時得到的等溫線與吸附時得到的等溫線不重合，脫附等溫線在吸附等溫線的

10、上方，產(chǎn)生吸附滯后(adsorption hysteresis)，呈現(xiàn)滯后環(huán)。這種吸附滯后現(xiàn)象與孔的形狀及其大小有關(guān)，因此通過分析吸脫附等溫線能知道孔的大小及其分布。 Ⅳ型等溫線是中孔固體最普遍出現(xiàn)的吸附行為，多數(shù)工業(yè)催化劑都呈Ⅳ型等溫線。滯后環(huán)與毛細凝聚的二次過程有關(guān)。 Ⅳ型吸附等溫線各段所對應(yīng)的物理吸附機制：,第一段：先形成單層吸附，拐點B指示單分子層飽和吸附量 第二段：開始多層吸附 第三段：毛細凝聚，其中，滯后環(huán)的始

11、點，表示最小毛細孔開 始凝聚；滯后環(huán)的終點， 表示最大的孔被凝聚液充滿； 滯后環(huán)以后出現(xiàn)平臺，表示整個體系被凝聚液充滿，吸附量不再增加，這也意味著體系中的孔是有一定上限的。,Ⅴ型等溫線(墨水瓶型) 較少見，且難以解釋，雖然反映了吸附劑與吸附質(zhì)之間作用微弱的Ⅲ型等溫線特點，但在高壓區(qū)又表現(xiàn)出有孔充填。有時在較高P/P0區(qū)也存在毛細管凝聚和滯后環(huán)。,Ⅵ型等溫線 又稱階梯型等溫線。是一種特殊類型的等溫線，反映的是

12、固體均勻表面上諧式多層吸附的結(jié)果（如氪在某些清凈的金屬表面上的吸附）。實際上固體的表面，尤其是催化劑表面，大都是不均勻的，因此很難遇到此情況。 等溫線的形狀密切聯(lián)系著吸附質(zhì)和吸附劑的本性，因此對等溫線的研究可以獲取有關(guān)吸附劑和吸附質(zhì)性質(zhì)的信息。例如：由Ⅱ或Ⅳ型等溫線可計算固體比表面積；Ⅳ型等溫線是中等孔（孔寬在2－50nm間）的特征表現(xiàn)，同時具有拐點B和滯后環(huán)，因而被用于中等范圍孔的孔分布計算。,5． 各類孔相應(yīng)的測試方法,吸附

13、劑孔徑范圍不同，表觀性質(zhì)不同，對應(yīng)的測試方法亦不同。微孔：低溫靜態(tài)容量法測定。液氮溫度下，用氪氣作為吸附氣體。（在液氮溫度下，氪氣的飽和蒸氣壓為3—5mmHg，P/P0的P就可以很小）。 中孔：低溫靜態(tài)容量法測定。液氮溫度下，以氮氣作為吸附氣體。 大孔：壓泵法 中級儀器實驗室ASAP2010快速比表面及孔徑分布測定儀只能測定中孔范圍的孔徑分布，不能測定微孔孔分布。測微孔分布，儀器需要再配置低壓測定裝置和分子擴散泵。,

14、6. 比表面積的測定與計算,1． Langmuir吸附等溫方程――Langmuir比表面 （1） Langmuir理論模型 􀁺 吸附劑的表面是均勻的，各吸附中心的能量相同； 􀁺 吸附粒子間的相互作用可以忽略； 􀁺 吸附粒子與空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一個吸附粒子只 占據(jù)一個吸附中心，吸附 是單層的，定位的； 􀁺 在一定條件下，吸附速

15、率與脫附速率相等，達到吸附平衡。 （2） 等溫方程 吸附速率：ra∝(1-θ)P ra=ka(1-θ)P 脫附速率rd∝θ rd=kdθ 達到吸附平衡時：ka(1-θ)P=kdθ 其中，θ=Va/Vm（Va―氣體吸附質(zhì)的吸附量；Vm --單分子層飽和吸附容量，mol/g），為吸附劑表面被氣體分子覆蓋的分數(shù)，即覆蓋度。

16、 設(shè)B= ka/kd ，則：θ= Va/Vm=BP/（1+BP），整理可得： P/V = P/ Vm + 1/BVm以P/V～P作圖，為一直線，根據(jù)斜率和截距，可以求出B和Vm 值（斜率的倒數(shù)為Vm），因此吸附劑具有的比表面積為： Sg=Vm·A·σmA為Avogadro常數(shù) (6.023x1023/mol) σm為 一個吸附質(zhì)分子截面積(N2為16.2x10-20m2

17、)，即每個氮氣分子在吸附劑表面上所占面積。 本公式應(yīng)用于：含純微孔的物質(zhì)；化學(xué)吸附。,2． BET吸附等溫方程――BET比表面（目前公認為測量固體比表面的標(biāo)準(zhǔn)方法）,（1） BET吸附等溫方程： BET理論的吸附模型是建立在Langmuir吸附模型基礎(chǔ)上的，同時認為物理吸附可分多層方式進行，且不等表面第一層吸滿，在第一層之上發(fā)生第二層吸附，第二層上發(fā)生第三層吸附，……，吸附平衡時，各層均達到各自的吸附平衡，最后可導(dǎo)出：

18、 式中C是常數(shù)，此即一般形式的BET等溫方程（2） BET比表面積 實驗測定固體的吸附等溫線，可以得到一系列不同壓力P下的吸附量值V，將P/V(P0-P)對P/P0作圖，為一直線，截距為1/VmC，斜率為（C-1)/VmC。Vm=1/(截距+斜率） 吸附劑的比表面積為：SBET=Vm·A·σm BET二常數(shù)公式適合的P/P0范圍：0.05～0.25 用BE

19、T法測定固體比表面，最常用的吸附質(zhì)是氮氣，吸附溫度在氮氣的液化點77.2K附近。低溫可以避免化學(xué)吸附的發(fā)生。將相對壓力控制在0.05～0.25之間，是因為當(dāng)相對壓力低于0.05時，不易建立多層吸附平衡；高于0.25時，容易發(fā)生毛細管凝聚作用。 BET二常數(shù)方程式中，參數(shù)C反映了吸附質(zhì)與吸附劑之間作用力的強弱， C值通常在50—300之間。當(dāng)BET比表面積大于500m2/g時，如果C值超過300，則測試結(jié)果是

20、可疑的。高的C值或負的C值與微孔有關(guān)，BET模型如果不加修正是不適合結(jié)它們的分析的。,（3） B點法 B點對應(yīng)第一層吸附達到飽和，其吸附量VB近似等于Vm，由Vm求出吸附劑的比表面積。下圖為：顯示B點的II型典型等溫線 （4）單點法 氮吸附時C常數(shù)一般都在50-300之間，所以在BET作圖時截距常常很小。因此在比較粗略的計算中可忽略，即把P/P0在0.20—0.25左右的一個實

21、驗點和原點相連，由它的斜率的倒數(shù)計算Vm值，再求算比表面積,3.V-t作圖法求算比表面 計算比表面積還可以用經(jīng)驗的厚層法（即t-Plot法）。此法在一些情況下可以分別求出不同尺寸的孔的比表（BET和Langmuir法計算出的都是催化劑的總比表面積）。V=S·t, 由V、t可以求出比表面積。具體方法在后面孔分布中一并介紹。 4.低比表面（<1m2/g)樣品的比表面測定

22、 低溫氮吸附法測比表面的下限，一般是1m2/g。吸附量的測定是由轉(zhuǎn)移到樣品管中的氣體吸附質(zhì)的體積（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）減去樣品管中未被吸附的氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）。在用氮作吸附質(zhì)的情況下，對比表面積很小的樣品，吸附量的測定將導(dǎo)致很大的誤差。因為，此時吸附量很小，而在液氮溫度下作為吸附質(zhì)的氮飽和蒸氣壓與大氣壓相近，所以，在實驗范圍的一定相對壓力下，達到吸附平衡后殘留在樣品管中的氮氣量仍然很大，與最初轉(zhuǎn)移到樣品管中（未吸附之前）的總氮量相差無幾，不容易

23、測準(zhǔn)。氪吸附法最大的優(yōu)點就是在液氮溫度下氪的飽和蒸氣壓只2毫米汞柱左右，所以，在吸附等溫線的測定范圍內(nèi)，達到吸附平衡后殘留在死空間中的未被吸附的氪氣量變化就會很大，可以測得準(zhǔn)確，因此氪氣適合于低比表面固體的測定。 5.活性表面積的測定 BET法測定的是吸附劑總表面積，而通常是其中的一部分才有活性，這部分叫活性表面，可采用“選擇性化學(xué)吸附”方法測定活性表面的面積，如表面氫氧滴定方法。

24、 許多高比表面積的吸附狀是孔狀的，對于這樣的物質(zhì)經(jīng)常要區(qū)分外表面和內(nèi)表面。外表面是指獨立顆?；蚪Y(jié)塊的外 圍面積。但因為在原子尺度上，固體的表面很少是光滑的，因此要準(zhǔn)確定義是有困難的。一般約定為：外表面包括所有突出物以及那些寬度大于深度的裂縫的表面。 內(nèi)表面為所有深度大于寬度的裂縫、孔、洞的 壁。,7. 孔徑分布—孔體積、孔面積對孔半徑的分布,孔分布一般表示為孔體積、孔面積對孔半徑的平均變化率與孔半徑的關(guān)系，也有表示成孔分布函數(shù)與孔半

25、徑的關(guān)系的。孔分布分析，除了和研究表面積一樣要測定吸附等溫線外，主要是以熱力學(xué)的氣液平衡理論研究吸附等溫線的特征，采用不同的適宜孔形模型進行孔分布計算。 1.毛細凝聚與Kelvin方程 （1） 彎曲表面上的平衡蒸汽壓 毛細管凝聚模型應(yīng)用了這樣一個原理：在毛細管內(nèi)液體彎月面凹面上方的平衡蒸汽壓力P小于 同溫度下的飽和蒸汽壓P0，即在固體細孔內(nèi)低于飽和蒸汽壓力的蒸汽就可以凝聚為液體。數(shù)

26、 學(xué)上表述為Kelvin方程。 （2） 定量關(guān)系-- Kelvin方程,式中P0相應(yīng)于rk =∝時的吸附質(zhì)飽和蒸汽壓。rk相應(yīng)于不同P/P0下的球形彎曲 面半徑，稱為凱爾文半徑。方程式表明，在θ＜900時，低于P0的任一P下，吸附質(zhì)蒸氣將在相應(yīng)的孔徑為rk的毛細管孔中凝聚為液體，并與液相平衡；rk愈小，P愈小，所以在吸附實驗時，P/P0由小到大，凝聚作用由小孔開始逐漸向大孔發(fā)展；反之，脫附時，P/P0由大到小，毛細管中凝聚液

27、的解凝作用由大孔向小孔發(fā)展。 液氮溫度下氮的凱爾文半徑由以下參數(shù)求出： 通俗地說，在某一P/P0下，對應(yīng)著相應(yīng)的rk,當(dāng)吸附劑的孔大于rk時，不發(fā)生凝聚；小于rk的孔，都凝聚；等于rk的孔，開始凝聚。 2. 吸附層厚度 t 實際發(fā)生毛細凝聚時，管壁上先已覆蓋有吸附膜。即吸附時，細孔（毛細管）內(nèi)壁上先形成多分子層吸附膜，此膜厚度隨P/P0變化。當(dāng)吸附質(zhì)壓力增加到一定值時，在由

28、吸附膜圍成的空腔內(nèi)將發(fā)生凝聚。所以相對于一定壓力P的rk ，僅是孔芯半徑的尺寸，真實的孔徑尺寸rp應(yīng)加以多層吸附厚度t的校正，即rp = rk +t t為吸附膜厚度可由經(jīng)驗作圖法的 t 曲線得到。一般采用赫爾賽（Halsey),方程計算。對于氮吸附，取其多層吸附的平均層厚度為0.354nm，t 等于： Halsey公式告訴了相對壓力一定時的吸附層的厚度。隨著P/P0的增加，t 越來越厚，當(dāng)中間孔芯的rk吻合凱爾文

29、公式時發(fā)生凝聚作用，一下子就將孔芯充滿了。 吸附層的厚度與樣品無關(guān)。 3. （中孔）孔徑分布的計算 （1）孔分布計算通則 孔體積或吸附量在不同孔徑范圍內(nèi)（或孔組）的分布，成為孔分布。如果設(shè)r1、r2、r3...ri-1、ri 為不同壓力下的孔半徑，V(r)為孔體積的分布函數(shù)，則第i孔組（或第i段孔區(qū)）的體積即為： ΔVi/（ rpi-rpi-1 ）就是微分孔分布函數(shù)式，由脫附量（或

30、吸附量）通過一定的計算方程求得△Vi就是孔分布計算的內(nèi)容。 一般的做法是：首先須將復(fù)雜孔形結(jié)構(gòu)的多孔體假定為規(guī)則的等效幾何孔形。常用的有圓柱孔形、平行板形、球腔形等，由于圓柱孔形介于后兩種孔形之間，所以孔分布計算大都選用這種孔形模型。 其次，一般采用脫附支測量實驗吸附量。在多孔體所有孔都被吸附質(zhì)充滿并發(fā)生凝聚的飽和蒸氣下（P/P0=1）開始，逐步降低蒸氣壓力，蒸發(fā)-解凝現(xiàn)象隨之由大孔向小孔逐級發(fā)展，相應(yīng)壓力從P1降到P

31、2，必然有-△V的蒸氣脫附量從凱爾文半徑大于rk2的全部孔中排出，可計算出脫附的凝聚液體積。 按照不同的孔分布計算方法計算各孔組的△VP 。以作圖法或表格法作△VP /△rP ～ rP的關(guān)系圖。,(2)計算公式 采用圓柱孔模型計算孔分布的方法若干種，從五十年代起最重要的有以下四種： 􀁺 BJH法； D·H法 ；

32、 羅伯特（Roberts)法； 嚴—張公式 ， ASAP2010儀器采用的計算方法為BJH法。 BJH公式： △VP=Q(△Vr-0.85× △ t× ∑△ SP) 式中， △VP為第i步脫附出的孔體積 ； Q — 為第i步將孔芯體積△Vk換算成孔體積的系數(shù)，

33、 Q=(rp/rk);△Vr為第i步脫附出來的吸附量（液體體積）； △t — 為第i步相對壓力降低時的吸附層厚減薄 ； ∑ △SP 為第i步之前各步脫附而露出的面積之和 ； 0.85 — 彎曲液面校正值 計算起點為P/P0～0.98左右，并假設(shè)

34、此時表面積可以忽略。由此點壓力下降至下一點時相應(yīng)的可計算其△VT、rp、Q值、△t，由于此時△SP=0，故可算出△VP，并算出此步露出的面積△SP，以備下一步應(yīng)用。如此逐步計算到rp為11～13Å；中途如有Σ△SP大于SBET或BJH公式的括號中負值即可停止。,8. 吸附回線,上圖為圓柱孔吸附（a)和脫附(b)情況示意圖。從中可見，吸附時，兩曲率半徑不等：r1=rk，r2=∝, rk=rp-t, 脫附時兩曲率半徑相等：r1=r

35、2=rk，將它們代入凱爾文方程后，可得： ln(P/P0)d = -2γ ，所以，（P/P0）2a =（P/P0）d 因此，對于給定的一定吸附量或吸附體積V，吸附的相對壓力（P/P0）a必然大于脫附的相對壓力（P/P0）d(或者說，在一定相對壓力下，其脫附支對應(yīng)的吸附量總大于吸附支對應(yīng)的吸附量)。對完整的吸附和脫附過程來說，即發(fā)生吸附支與脫附支在中壓區(qū)分離，而在低壓和高壓區(qū)閉合成環(huán)的現(xiàn)

36、象，稱為吸附回線或滯后環(huán)。 不僅是圓柱孔，其它孔形的毛細孔同樣也出現(xiàn)吸附回線的情況。各種固體的孔形結(jié)構(gòu)錯綜各異，它們的吸附回線自不相同，但經(jīng)德·博爾研究比較之后，認為不會超出下列A、B、C、D、E五類典型回線（下圖）。人們在研究催化材料孔結(jié)構(gòu)時，參照這五類典型回線分析實驗吸附回線，對于認識所研究的材料孔結(jié)構(gòu)特征，合理選擇孔分布計算的模型，可以提供有益的啟示。,A型：吸附支和脫附支在中等P/P0區(qū)分離，

37、并且都很陡直。 這類回線反映的典型孔結(jié)構(gòu)模型是兩端開口的管狀毛細孔，部分略寬的管狀孔，兩端是窄短頸而中部寬闊的管狀孔，rn＜rw＜2rn的廣口墨水瓶狀孔和窄口墨水瓶狀孔（下圖），槽形孔也表現(xiàn)為A型回線。氧化鋁主要呈A型吸附回線。 rn代表窄孔半徑；rw代表寬孔半徑。 A型回線反映的典型孔模型 （a）—管狀毛細孔；（b）—兩端開口的墨水瓶狀孔,B型：吸附支在飽和蒸氣壓處陡起，脫附支則在中等P/P0處陡降。 平行板壁狹縫

38、狀開口毛細孔是這類回線反映的典型孔結(jié)構(gòu)，體特寬而頸窄短的孔也出現(xiàn)這種回線。蒙脫土等層狀粘土礦類催化材料，表現(xiàn)為典型的B型回線（下圖）。B型回線反映的典型孔模型 （a）—板間由堆積模型隔開 （b）—板間由小顆粒隔開 C型：吸附支在中等P/P0區(qū)陡起，脫附支的發(fā)展則較緩慢。是不均勻分布孔的典型回線。錐形或雙錐形毛細管狀孔、側(cè)邊封閉而兩端開通的楔形孔都屬于這類孔結(jié)構(gòu)。實際很少遇到C型回線。

39、 D型回線實際上也很少遇到。 E型：吸附支緩慢上升到高壓區(qū)，吸附量增加趨近恒定狀，脫附支非常緩慢地移動到中等P/P0區(qū)，陡然下降。E型回線的典型孔模型如下圖所示。TiO2的吸附等溫線回線表現(xiàn)出E型回線特征。,需要指出的是，這五類回線即然是典型的，它們所反映的孔結(jié)構(gòu)住處因而也是典型的，實際催化材料的吸附回線很少直接與它們相符，多呈各種回線的疊合狀，這反映了孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對此，應(yīng)當(dāng)仔細解析，找出其中的主要孔結(jié)構(gòu)類

40、型。第二章：儀器系統(tǒng)介紹 1. 儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本組成部份：儀器本體，計算機系統(tǒng),真空泵，天平，氮氣，液氮，氦氣 1）儀器本體：主電源系統(tǒng)： 根據(jù)客戶需求選用不同的電壓，如：100，120，220，240V。 常用的為220V。頻率為50/60Hz，功率140W。單相接地方式接電源， 分析站： 共有 4 個各自相對獨立的分析站。 2) 脫氣系統(tǒng)： 任

41、何的材料在測試前，必須進行脫氣，否則測試的結(jié)果均為無效值。脫氣效 果的好壞直接影響到測試的結(jié)果。Qs 一般均需要另外配加脫氣系統(tǒng)。一般采用真空法脫 氣系統(tǒng)。 3) 計算機系統(tǒng)：主要用作軟件操作，數(shù)據(jù)處理等用途。一般的計算機系統(tǒng)即可，要求不高。 最好不要聯(lián)網(wǎng)，否則易感染病毒，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯，死機等后果。根據(jù)需要，用戶可自配 打印機。

42、 4）真空泵系統(tǒng)：QS 真空泵系統(tǒng)對儀器起到十分重要的作用。只要儀器是處于運行狀態(tài) 真空泵必須運轉(zhuǎn)。一般Qs 搭配的是PFEIFFER的DUO2.5 型號。其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 115/230V，50Hz，150W。某些高級QS 系統(tǒng)需要使用到分子泵系統(tǒng)。,2. BET儀的使用方法,2.1 開機 開機前，請確保氣瓶的氣體調(diào)至合適位置，并且處于打開狀態(tài)；確保電壓合適并且穩(wěn)定。打開電腦系統(tǒng)，然后打開真空泵，最后再啟

43、動儀器本體。啟動儀器須等半個小時，儀器穩(wěn)定后再進行分析樣品。 2.2 稱樣 須選用精度良好，穩(wěn)定性好的天平。精度至少為 0.1mg。稱樣時，校準(zhǔn)天平后，先稱空管質(zhì)量----再稱樣品質(zhì)量----再稱管和樣品的質(zhì)量；脫氣后，再稱管和樣品的質(zhì)量。樣品干重為脫氣后的樣品的質(zhì)量（即最后稱重的總質(zhì)量減去管的質(zhì)量）。建議在稱量的時候，每一步都稱2 次，取平均值。 2.3 脫氣 為了保證樣品的干凈，需要對所有的被測材料

44、進行脫氣除雜（主要是水汽）。步驟如下： 1）用正確的方式，小心地裝上樣品管。注意：樣品管及樣品應(yīng)該先稱重。 2）開始抽真空，先用微抽閥門抽真空至20mmHg（樣品密度較大時可以在 50mmHg）以下， 然后打開快抽閥門。 3）根據(jù)樣品性質(zhì)設(shè)定相關(guān)溫度開始加熱，建議在70 攝氏度的溫度停留加熱10 到30 分鐘，以便 充分把水汽烘干。 4）根據(jù)樣料性質(zhì)，加熱預(yù)定的時間后，等待樣

45、品管充分冷卻，回填氣體，結(jié)束脫氣。,2.4 分析 根據(jù)需要，測試時間可長可短。一般來說，測比表面的時間較短，測孔分布的 時間較長。測介孔時間較短，測微孔時間較長。每次做微孔測試只能測一個樣品，并且只能使用A 站進行測試。測試步驟如下： 1）脫氣完畢后，稱完重量，小心把樣品管裝到分析站上。確保裝上填充棒。 2）確保杜瓦瓶內(nèi)的液氮足夠使用。做孔分布的必須把液氮加滿（適度的滿，不要溢出，應(yīng)考

46、慮 到樣品管泡到液氮中，需要占據(jù)一定體積。） 3）利用計算機上的Qswin 軟件，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。請參考操作手冊。 4）開始測試。測試如需要中斷，可選軟件上的Abort operation 菜單，儀器在完成當(dāng)前測試步驟 后，自動中斷測試。 5）測試完畢后，樣品管會自動填充一定量的氮氣，確保管內(nèi)壓力與大氣壓相近。 6）應(yīng)讓樣品管充分升溫至室溫，再取下樣品管。 7）測

47、試完的樣品應(yīng)該倒到專門的垃圾桶，充分沖洗干凈樣品管，烘干，以備下次使用。,3. 數(shù)據(jù)處理,在分析完成后，我們可以根據(jù)圖像獲知相關(guān)的數(shù)據(jù)。選中圖像，點擊右鍵，可以查看到一系列的選項。根據(jù)需要，用戶可以選擇相關(guān)選項，具體操作，請查看操作手冊。結(jié)果分析一般包括比表面積的分析和孔容，孔結(jié)構(gòu)的分析。打開某一個圖形，點擊鼠標(biāo)右鍵，可以得到相關(guān)信息如下。一般查看結(jié)果最常用到的是Graphs 和Tables 兩個菜單下面的子菜單。查看比表面信息常用BE

48、T 子菜單；查看孔容使用Tables 中的Total Pore Size 子選項；查看介孔分布使用BJH 的子選項；查看微孔信息常用HK 子菜單。,1）比表面積 用鼠標(biāo)右鍵點擊圖像，選中 Graphs BET 􀃆 Multi –points BET顯示出如下直線圖像，向上拉 動 滾動條，可以得到BET 的相關(guān)數(shù)據(jù)（如圖）2）孔體積右鍵點擊圖像，選擇tables⣷

49、74; Total pore valume ，即可出現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)。如下所示：,,,,3）孔分布介孔孔分布一般選擇 BJH 計算模型。右鍵點擊圖像，選擇如下： 注意：此時顯示的孔分布曲線中橫坐標(biāo)為半徑值，如需要直徑顯示，可在對應(yīng)的單位值做相應(yīng)修 改。右鍵點擊圖像，選擇Data Reduction Parameters，在彈出的對話框中即可以修改。,第三章：注意事項,1）本儀器應(yīng)該由專人操作，未經(jīng)過培訓(xùn)的人員禁

50、止使用該儀器。 2) 建議把儀器放在溫度在25 攝氏度左右，濕度40%左右的無塵的房間內(nèi)。 3）供電系統(tǒng)電壓應(yīng)該保持穩(wěn)定。 4）小心保管樣品管及玻璃棒等配件。使用時須十分小心。 5）在使用液氮的過程中須十分小心，倒液氮的時候建議使用合適的安全手套。 6）建議讓儀器一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，短假期無需關(guān)閉。 7）測試完畢后，要把管內(nèi)樣品清理干凈，可以使用肥皂水清理，烘干后才能再裝樣品。須保持填充棒的干凈。 8）脫氣站上的溫度設(shè)置不能