GB2922-82化學試劑色譜載體比表面積的測定方法.pdf

中華人民共和國國家標準化學試劑UDCGB5 里 聾 5 4 44 22 9 2 2一 2色譜載體比表面積的測定方法Ch e 而c a l r e a g e n t sDe t e r mi n a t i o n o f s p e c i f i c s u r f a c e a r e a o f s o l i ds u p p o rt s u s e d i n c h r o m a t o g r a p h y 本標準適用 于色 譜載體比表 面積的測 定。 本方法測 定范圍 為0 . 5 一 1 0 0 0 m 2 / g o1 基本原理本方法是基于 B E T的多層吸附原理采用連續(xù)流動氣相色譜法測定比表面積。B E T等溫方程式如下: 尸 N i / 尸 。V a ( 1 一 P N s / P o )C 一1目下萬 丁 萬_ + , V , 幾 C xP N ; . . . 川尸 。式中: P N z 吸附質 的平衡壓力，m m H g ; P O 吸附質的飽和蒸汽壓力，m m Hg ; V a 吸附劑的吸附量，M I ， V, 單分子層的氣體吸附量，M I ; C -B E T方程式的常數。 B E T 方 程 式 適用 于。 . 0 5 一 。 . 3 5 相對 壓力( P N 2 / P O ) 范 圍 內 。驗得到的吸附量 ( V a )與其相對應的吸附量，根據B E T方程式以在此范圍內選擇 P N z / 尸 。3 或 4點，由實嘰 ( 1 一 P N , / P o )對尸 N ， / 尸 。 作圖，將得到一條直線，其斜率為C一1a 二 萬 萬幾 下 二尸 子V ,截 W- ) ， 二 二華下 - ， 由 斜 率 和 截 距 可 以 求 得 單 分 r m. 七子層飽和吸附量 ( V )，V ,1a+6，然后根據每一個被吸附分子在吸附表面上所占有的面積即可算出每克樣品所具有的比表面積。Y 儀器 測定比表面積的儀器裝置流程示意圖如下:國家標準總局1 9 8 2 一 0 3 - 0 3 發(fā)布1 9 8 3 一 0 2 一 0 1 實施免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t )免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載GB 2922一 82 門 E門日日曰日i幾門門比 H止 二-N一F ” 人 A , , A Z 一穩(wěn)壓閥;B B Z 一壓力表，C , 、C Z 一可調氣阻， D , , D , 一三 通閥.E , , E z -混合器，F一冷阱， G, , G z 一杜 瓦 瓶. H一 保溫 層， J , . 幾 一螺旋管; J - 熱導池s K一樣品 管. L一皂膜流量計,M一六通閥，N一已知體積量管 適用于本方法的儀器應符合下列指標:2 . 1 熱導檢測器 2 . 1 . 1 靈敏度 在儀器_ L 作穩(wěn)定的條件下， 以氫氣為載氣，以苯為試樣，三次測得儀器的靈敏度平均值大于1 0 0 0 m v m l / m g 。 2 . 1 . 2 基線穩(wěn)定性 以氦氣為載氣，橋路電流在2 0 0 m A，衰減在1 檔，經3 0 m i n 墓線漂移不大于。 . 1 m v, 噪聲不大于0 . 0 5 m v。 2 . 2 穩(wěn)壓閥 載氣或吸附質氣體在實驗操作中的流ka波動不大于1 %。 2 . 3 混合器 本儀器的前混合器的容積不得小于2 0 m l ， 后混合器可采用長為250m-、 內徑為1 0 m m的不銹鋼直管。3 測定 稱取適量千燥好的樣品，置于樣品管中，接人氣路，在冷阱處套上盛有 液氮的杜瓦瓶。熱導檢測器的橋流控制在1 4 0 m A 。 用皂膜流量計測準載氣氦 ( 或氫)的流速， 然后加人一定量 的吸附質 ( 氮) ，并測出混合 氣總流速。待基線穩(wěn)定后， 將盛滿液氮的杜瓦瓶套于樣品管上，這時記錄儀上便出現一 個吸附峰，吸附達到平衡后 ( 記錄筆回到基線)，取下液氮杜瓦瓶，用室溫水加速脫附，記錄儀上便出現 一 脫附峰，脫附峰面積作為計算依據。 注意:每點測定時，套于樣品管的杜瓦瓶要保持相同的液氮面。載氣 ( 氦或氫) 和吸附質 ( 氮)的純度要求為 9 9 ， 9 %4 計算 對峰面積的測量采用峰高乘半高峰寬的方法，側量中采用精度大于0 . 0 2 m m的讀數顯微鏡或用同等精度的其它工具讀數。對吸附帚的計算可用外標法和儀器常數法兩種。 4 . 1 外標法 1 2 4免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t )免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載GB 2922一 .2 外標法是在上 述方法測得樣品的脫附峰后再進一次已知體積量管的純氮，這時記錄儀上出現的峰為標準峰。用外標法計算吸附a的公式為: V廠。二x A. A,2 7 3 尸ax7 6 0 T(2 )式中Va 標準狀態(tài)的吸附量，m l ;V s 已知體積的氮量，m l ;A , 已知體積氮量的峰面積，m m 2 ;A a 脫 附 峰面 積 ， m m Z ;Pa 實驗條件下的大氣壓，m m Hg ;T-實驗條件下的室溫，“ K。4 . 2 儀器常數法 在儀器的電 路參數保持不變的情況下， 峰面積與峰面積相應的氣體量以及載氣流速之間的函數是一個常數。 儀器常數K ( m i n / m m 2 )的計算公式為: a V .,K 二- - 二 一- 二二 -x 月5 x,2 7 3 Pa一 7 6 石 T ” ” “ ” ” ” “ ” “ “ ( 3 )式中:a氮在混合氣中的分壓與大氣壓之比， v s - 所用量管的已知體積，m l ; A , 與所用It管的已知體積V , 相應的峰面積，M M 2 ; R c -載氣流速，m l / m i n ; P a 實 驗條件下的大氣壓，m m H g ; T -實驗條件下的室溫， K。 注意:儀器常數K值測試的條件和實驗的條件必須一致。 用儀器常數法計算吸附量的公式為: V a = K 佑 A a 。 ( 4 )式中:K儀器常數，m i n / m mz ; R r混合氣總流速，m I / m i n i A o - 脫 附 峰 面 積 ， m m 2 a v a 標準狀態(tài)的吸附量，m I 。.在 B E T 方 程 式 適 用 的 相 對 壓 力 范 圍 內 ， 選 擇 3 或 4 點 ， 測 出 相 對 應 的 標 準 狀 態(tài) 的 吸 附 量 v o 值 ，按 側 定 原 理 即 可 求 出 單 分 r 層 的 氣 體 吸 附 量 獷 二 。一 以惰性氣體氮為吸附質的比表面積計算公式為:_廠m島口=4 . 3 B - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( c、 月 /、。，式巾: S a 比表面積，m z / B t W樣品重量，9 ; V m 單分升 層的氣體吸附量，m i .5 精密度和準確度 本方法的精密度在士 5 %以內，與B E T容量法對照其準確度在士 5 %以內。免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t )免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載GB 2822一 . 2 附錄A稱樣t和比表面積的關系 ( 參考件) 一般認為樣品量應使得氮氣的吸附最在5 m l 左右為宜，所以比表面積大的樣品應少稱些樣，而比表面積小的， 應多取些樣。 但是樣品的比表面積從小到大， 有一萬倍的變化，所以對小于1 0 M 2 / g的比表面積樣品，除了多稱樣品外，吸附量只得相應地減少?，F將估計的樣品稱量和樣品比表面積的關系表示于下圖，以作參考之用。1 0 5 0 1 0 0 5 0 0估計樣品比表面積免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t )免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載GB 2922一 82 附錄B樣品管和稱t的關系 ( 參考件) 裝填樣品時，固體樣品放于U形玻璃管的底部， 樣品的最上部和樣品管壁要留有空隙以免產生阻力。為減少取樣無代表性和不均一的誤差，盡可能地提高 稱樣量。為減少稱量誤差必須采用萬分之一的天平稱樣。 根據樣品的比表面積大小應選擇不同體積的樣品管。小比表面積的樣品應采用大體積樣品管來增大稱樣it，但是考慮到脫附時，反峰的影響，所以死體積應盡量小。樣品管在不被樣品堵死的情況下，要盡量小 一 些，現將一般采用的大體積樣品管列于下圖。免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t )免費標準下載網( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載GB 2 9 2 2 一 8 2附錄C冷阱管的要求 ( 補充件) 在測定小比表面積時，除加大混合器保證平衡氣混合均勻外，還不能忽視冷阱的作用。本方法對載氣和吸附質氣體的純度要求主要依靠冷阱來達到凈化目 的，所以在整個測試過程中冷阱管都要浸在盛滿液氮的杜瓦 瓶內。當 添加液氮時，由于溫度變化而引起流速波動，這樣容易吹走樣