比表麵積分析儀低吸附質氣體的選擇

氣體(ti) 吸附法測定比表麵積原理，比表麵積分析儀(yi) 是依據氣體(ti) 在固體(ti) 表麵的吸附特性，在一定的壓力下，被測樣品顆粒（吸附劑）表麵在超低溫下對氣體(ti) 分子（吸附質）具有可逆物理吸附作用，並對應一定壓力存在確定的平衡吸附量。通過測定出該平衡吸附量，利用理論模型來等效求出被測樣品的比表麵積、孔容積及孔徑分布。高純氮氣以及液氮（冷卻劑）因其易獲得性和良好的可逆吸附特性，成為(wei) zui常用的吸附質，廣泛用於(yu) 比表麵積的測定。對於(yu) 孔道較小，擴散較慢的微孔樣品，如：分子篩及活性炭等樣品；比表麵積分析儀(yi) 以及比表麵積較小的樣品，如：天然礦石，有機材料等，氮氣做吸附氣體(ti) 存在局限性，可以選擇氬氣，二氧化碳氣，氪氣等做吸附氣體(ti) 。氬氣作為(wei) 吸附氣體(ti) 可以在87K液氬溫度或者77K的液氮溫度下在材料表麵發生穩定吸附，在分子篩樣品微孔測試方麵廣泛應用。主要存在以下三方麵原因：

　　1. 氮分子是極性分子且存在四極偶距，比表麵積分析儀(yi) 加強了吸附質分子與(yu) 不均勻的分子篩孔壁之間的作用力，容易發生特性吸附，給識別不同孔徑分子篩帶來難度；相對氮分子，氬氣分子是球形的非極性的單原子分子，能得到更的微孔分布。

　　2. 對於(yu) 一個(ge) 確定的孔寬，氮氣比氬氣需要更低的P/P0。故選用氬氣做吸附氣體(ti) ，微孔吸附能在較高的P/P0點進行，有利於(yu) 提高測試精度。

　　3. 比表麵積分析儀(yi) 氬氣可以選在87K的液氬溫度吸附，提高冷浴的溫度，有利於(yu) 縮短平衡時間，提高測試效率。

　　氬氣做吸附氣體(ti) 測試其局限性在於(yu) 孔徑大於(yu) 12nm後毛細凝聚就會(hui) 消失，所以，一般隻能用於(yu) 微孔測試。對於(yu) 微孔較多的活性炭樣品，可以選擇用二氧化碳做吸附質，在冰點吸附，比表麵積分析儀(yi) 主要用於(yu) 活性炭飽和吸附能力的測試。二氧化碳的冰點（273K）吸附相對氬氣、氮氣的吸附溫度（77K或者87K）提高了很多，大大提高了氣體(ti) 擴散速度。故對活性炭樣品，選擇二氧化碳在冰點吸附，具有效率高，易擴散，容易得到飽和吸附量的特點，更適合於(yu) 活性炭飽和吸附能力的測試。但是，二氧化碳冰點的飽和蒸汽壓（3485.3KPa）太高，隻能在微孔範圍內(nei) 吸附，比表麵積分析儀(yi) 不能達到更高P/P0壓力點，除非選用高壓吸附儀(yi) 。對於(yu) 比表麵積較小的金屬粉末，有機材料以及一些天然的礦石可以選用氪氣做吸附氣體(ti) 。