比表面积测量的分析方法

　　表面积分析是通过气体吸附分析对分析物的比表面积(m2/g)进行多点测量，其中惰性气体如氮气连续流过固体样品，或者固体样品悬浮在规定的气体体积中。由于范德华力较弱，气体小分子吸附在固体基质及其多孔结构上，形成单层吸附气体。该单层和吸附速率可用于计算固体样品的比表面积和多孔几何形状，从而为药物产品的反应性和生物利用度的研究提供信息。


　　测量表面积的BET方法

　　方法BET测定气体的物理吸附量，得到样品的“表面积”值。

　　气体分子可以从颗粒之间穿过，进入所有的孔隙、裂纹和表面粗糙度，从而测量探针样品的整个微观表面积。

　　大多数情况下，样品以粉末或颗粒的形式存在，结果以比表面积表示，单位为单位质量的面积。也可以表示为单位体积的面积，或者表示为物体的绝对面积。


　　BET方法的简短描述

　　BET方法使用：

　　物理吸附测量
　　BET模型将吸附气体的量描述为相对压力的函数，
　　用测量数据拟合模型，以获得对应于整个样品单层的气体量。
　　用每个分子的面积求样品的总面积。
　　通常，使用样品的质量将面积转换为特定面积。


　　赌注测量


　　更好分析需要测量“吸附等温线”。

　　因为BET模型使用吸附剂的相对压力，所以气体在吸附温度下必须是可冷凝的——换句话说，“气体”实际上是蒸汽。


　　典型的测量包括：


　　将已知量的样品放入样品池或容器中。
　　对样品进行脱气或其他处理，以去除杂质和水分。
　　增加气体压力，测量样品表面的吸附能力。为了获得最佳精度，这是在多个离散压力下进行的，等待平衡并测量每个点的吸附量。
　　通常饱和蒸汽压是同时测定的，或者可以根据温度的知识计算出来。
　　BET最广泛地用于在77 K(液氮的沸点)吸附氮气，但是也使用其他种类和温度。


　　87 K氩(液氩温度)
　　氪的温度是77 K
　　0或25时的二氧化碳
　　使用DVS仪器(如IGAsorp和SPS)在20c时浇水
　　吸附等温线
　　对于BET，吸附等温线以“吸附量”的图表测量，并与“相对压力”比较，其中是吸附剂的压力和在固定实验温度下的饱和蒸汽压。


　　BELSORP  mini  X吸附分析仪、BELSORP  MAX  II吸附分析仪等仪器可以方便地测量氮气、氩气、氪气等气体的吸附等温线，通常是在低温下(以及一定温度范围内的其他气体和蒸气)。水和其他挥发性物质的吸附通常采用动态蒸气吸附仪，如Hiden  Isochema的IGAsorp和ProUmid的多样品SPS。


　　Bet模型


　　该模型给出了单个单层在固定温度下的吸附容量，并且是吸附等温线模型：

       

　　是吸附质的饱和蒸汽压。
　　c是常数，其被认为将第一层的吸附强度与液体被吸附物的蒸发焓相关联。
         

　　以其创始人(真人庄闲游戏纳尔、埃米特和特勒)命名的BET模型描述了气体压力的增加如何导致逐渐形成：

　　第一层分子，直接与表面相互作用，然后

　　后续层的行为就好像它们在第一层的顶部凝结了纯液体。


　　该模型有两个参数：

　　nm，单层覆盖率：单个填充层中的原子数。

　　C，C常数被解释为描述与后续层相比，表面和第一层之间相互作用的相对强度。

　　对于较大的值，在下一层开始形成之前，第一层几乎完成，因此在低压力下有一个尖锐的膝。对于小的，单层直到高值才形成，给出III型等温线。

　　在表面积的BET测量中，我们从一系列值开始，但我们还不知道总和。

　　赌注适合重排的BET等温线模型给出了线性形式：

       

　　BET图可以通过简单地处理等温线数据并画出左边的项来获得。

　　在BET模型有效的区域中，BET图是线性的，具有斜率，并且被截取，并且从直线拟合测量。

　　而且不变。使用单层中每个分子所占据的表面积的已知值来获得样品的表面积。


　　单点下注分析

　　对于样品表面积不同但物质保持不变的应用，可以只使用BET等温线上的一个点。这种简化的测量可以通过单点BELSORP  MR1非常快速地完成。


　　实际投注分析


　　BET模型是基于一个非常简单的平面表面理想化吸附过程的模型，其中表面的影响只影响吸附分子的第一层，吸附层中没有横向相互作用。

　　尽管材料吸附系统具有这些特征是不寻常的，但是发现对于许多非微孔材料，BET图拟合可以在以下范围内：从0.05到0.3。

　　但是，简单的直线拟合不足以保证模型的有效性，甚至不足以保证分析的一致性。许多建议已经在国际标准真人庄闲游戏式化，以确保可以获得更好的分析，并重复和有意义地报告。

　　此外，仔细的样品制备和正确使用分析仪器也是必要的。

　　当微孔存在时，接头通常在较低压力范围内呈线性，因此在使用术语“表面积”时，应谨慎对待这些材料的BET结果。