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BET方法介紹(2)

閱讀:3578        發布時間:2022-3-6


BET


BET方程如下:

圖片

其中V——吸附氣體體積;

Vm——單層吸附氣體容量;

c——常數,與吸附劑、吸附質之間相互作用力有關;

p/p0——相對壓力;

通過選擇不同的壓力點,可以算出其中Vmc

表面積 S=am·nm·NA

其中am——氮氣在77K溫度下液態六方密堆積的氮分子截面積,數值為16.2×10-20 m2

nm——層吸附容量(mol),nm=Vm/22.414;

NA——Avogadro常數,數值為6.022×1023

上述方程就是BET多點法計算比表面積的公式。

最初的BET是建立氮吸附Ⅱ類等溫線上,其中B(一般在P/P0在0.05附近)點位于單層吸附和多層吸附的分界點,吸附劑可以在P/P0大概0.05-0.3 (多層吸附過程)的范圍內給出線性BET 圖,繼而計算出比表面值;和Ⅱ類曲線相似的Ⅳ同樣存在拐點B,同樣適用。如微孔曲線的Ⅰ曲線和其他曲線,不存在拐點B,理論上來講,這種方法不是特別合適。但是目前沒有更好的辦法來表征樣品的比表面積,從國家標準和行業標準來定義,依舊用BET來表征樣品的比表面積。不過此時的比表面積可以理解為“表觀比表面積"。

圖片

一般材料,或者更多的是介孔材料,計算比表面積時,P/P0選點范圍在0.05-0.35,在此范圍內選點滿足線性擬合度大于0.999或者0.9975(有些特殊樣品,如制藥),C值大于0;對于特殊的微孔材料,P/P0選點范圍在0.005-0.2,在此范圍內,線性擬合度大于0.999,C值大于零。

單點BET & 多點BET & Langmuir

上述BET公式中,因為有兩個未知數C和Vm,而最終需要的是Vm。當C值無窮大時,BET公式可簡化為:

圖片

一個點P/P0即可算出比表面積結果,此時即為單點BET,一般選點選擇多點BET的最高點,如一個材料的P/P0選點范圍為0.05-0.3,即選0.3為單點BET計算的選擇點,一般單點BET結果會低于多點BET結果。 

對于微孔材料,Ⅰ類曲線,可以選擇BET計算,選點范圍一般在0.005-0.2。另外還可以選擇Langmuir方法計算,因為對于Ⅰ類曲線,低壓段的吸附過程和單層吸附過程更加相似,其選點范圍一般在0.0001-0.1范圍內。兩種方法選點范圍都要保證線性擬合度大于0.999。

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