比面测量最新理论.doc

油 层 物 理 学课程设计姓名： 班级：学号:比面测量最新理论、技术、应用发展概况及应用实例测量原理：静态容量法测试原理又称氮物理吸附法回顾:中关于比面的测算介绍了两种方法。1. 透过法测比面：根据流体对岩石的透过性来求比面的方法。 2.由岩石的粒度组成估算比面：假设岩石是由等直径球形的颗粒构成。最新理论：依据气体在固体表面的吸附规律,例如，在液氮温度下（-196），在一定的氮气压力下，任何粉体材料的表面都可以吸附氮气的分子，并对应于确定的平衡吸附量，这种吸附是纯粹的物理吸附，即被吸附的气体分子与固体表面的结合力很弱，而且是可逆的，即在回到室温的过程中，所有被吸附的氮分子又都被脱附出来。假定，在粉体颗粒的表面完全吸附满一层氮分子，那么粉体的比表面积（Sg）可用吸附的氮分子数和每个分子所占的面积求出： Sg = VmNAm / 22400W （1） 式中： Vm： 氮气的单分子层饱和吸附量（ml） Am： 氮分子横截面积 （ Am = 0.162nm2 ） W： 粉体样品的重量（g） N： 阿佛加德罗常数 把上述具体数据代入式(1)，得到氮吸附法计算比表面积的基本公式： Sg = 4.36Vm / W （2）由此可见，准确测定被测样品表面单层饱和吸附量Vm是比表面积测定的关键。和动态法（连续流动色谱法）相比，静态容量法比表面及孔隙率分析仪有以下优点：1氮气的压力是通过压力传感器直接测量得到的，排除了其它因素带来的影响，而动态法要通过氮气和氦气相对量的改变以及二者流量的调节才能得到；2样品的吸附与脱附过程是在静态下进行并达到吸附平衡，符合理想的吸附平衡条件，而动态法仅为相对的动态平衡；3样品在吸附与脱附过程中，固定于液氮杜瓦瓶中，不像动态法每测一个压力点样品管都需要进出液氮杯一次，静态法不但节省了时间，而且大大减少了液氮的消耗；4只用氮气，不用氦气，而且氮气的消耗也极少，大大减少了测试的成本；5静态容量法每测一个压力点只需2分钟左右，而且可以根据需要测量很多点，例如多点BET比表面可测定620点以上，孔径分布测定可选25100个点，测量的点数多有利于测量精度和可靠性的提高，相比之下，动态法多点BET比表面只测定5点左右，孔径分布测定只测10个点左右，而且在测量相同点数的条件下，静态法更节省时间；6在进行孔径分布测试时，静态容量法具有更显著的优势，其一，动态法受热导检测器灵敏度及流量调节精度的限制，孔径测试范围较小，一般在2100nm，而静态容量法测试范围可达到1300nm；其二，动态法不能测试出完整的等温曲线，而且测量的 点数少，对孔径分布的分析比较粗糙，而静态容量法可以完整地测试等温吸附曲线和等温脱附曲线，实现对孔径分布比较精确的分析，而且能得到样品完整的吸附特性，进而可对样品的吸附类型和孔结构作出判断；7静态容量法的仪器可以实现真正的全自动控制，包括不需要中途人为补充液氮，而且运行、控制、数据采集与处理、以及计算机操作，均更为简便、流畅、可靠和智能化，只要把试验条件输入计算机，试验过程全部自动完成，同步得到全部试验结果；样品的预处理可同机甚至同位进行，利用主机的真空条件和单独的温控装置，使预处理更为充分，操作更为简便，测试结果更为可靠应用实例：V-Sorb 2800P比表面积测量仪和孔隙度测量仪简介：l 比表面积测量仪测定范围:0.01(/g)-至无上限(比表面积),0.35nm-500nm(孔径)；l 测量精度:重复性误差小于1.5%；l 比表面积测量仪压力精度:进口硅薄膜压力传感器,精度达实际读数的0.15,优于全量程的0.15,远高于皮拉尼电阻真空计精度(一般误差为10%-15);l 分压范围：p/po准确可控范围达5x10-6-0.995;l 极限真空:4x102Pa(3x104Torr);l 真空系统:V-Sorb独创的集装式管路及电磁阀控制系统,大大减小管路死体积空间,提高检测吸附气体微量变化的灵敏度,从而提高孔径孔隙度测量的分辨率;同时集装式管路减少了连接点,大大提高密封性和仪器使用寿命;l 比面积测量仪控制系统：采用可编程控制器电磁阀控制系统，高集程度和抗干扰能力，提高仪器稳定性和使用寿命；l 样品数量:同时进行2个样品分析和2个样品脱气