GB2922-82化学试剂色谱载体比表面积的测定方法.pdf

中华人民共和国国家标准化学试剂UDCGB5 里 聋 5 4 44 22 9 2 2一 2色谱载体比表面积的测定方法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 本标准适用 于色 谱载体比表 面积的测 定。 本方法测 定范围 为0 . 5 一 1 0 0 0 m 2 / g o1 基本原理本方法是基于 B E T的多层吸附原理采用连续流动气相色谱法测定比表面积。B E T等温方程式如下: 尸 N i / 尸 。V a ( 1 一 P N s / P o )C 一1目下万 丁 万_ + , V , 几 C xP N ; . . . 川尸 。式中: P N z 吸附质 的平衡压力，m m H g ; P O 吸附质的饱和蒸汽压力，m m Hg ; V a 吸附剂的吸附量，M I ， V, 单分子层的气体吸附量，M I ; C -B E T方程式的常数。 B E T 方 程 式 适用 于。 . 0 5 一 。 . 3 5 相对 压力( P N 2 / P O ) 范 围 内 。验得到的吸附量 ( V a )与其相对应的吸附量，根据B E T方程式以在此范围内选择 P N z / 尸 。3 或 4点，由实叽 ( 1 一 P N , / P o )对尸 N ， / 尸 。 作图，将得到一条直线，其斜率为C一1a 二 万 万几 下 二尸 子V ,截 W- ) ， 二 二华下 - ， 由 斜 率 和 截 距 可 以 求 得 单 分 r m. 七子层饱和吸附量 ( V )，V ,1a+6，然后根据每一个被吸附分子在吸附表面上所占有的面积即可算出每克样品所具有的比表面积。Y 仪器 测定比表面积的仪器装置流程示意图如下:国家标准总局1 9 8 2 一 0 3 - 0 3 发布1 9 8 3 一 0 2 一 0 1 实施免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB 2922一 82 门 E门日日曰日i几门门比 H止 二-N一F ” 人 A , , A Z 一稳压阀;B B Z 一压力表，C , 、C Z 一可调气阻， D , , D , 一三 通阀.E , , E z -混合器，F一冷阱， G, , G z 一杜 瓦 瓶. H一 保温 层， J , . 几 一螺旋管; J - 热导池s K一样品 管. L一皂膜流量计,M一六通阀，N一已知体积量管 适用于本方法的仪器应符合下列指标:2 . 1 热导检测器 2 . 1 . 1 灵敏度 在仪器_ L 作稳定的条件下， 以氢气为载气，以苯为试样，三次测得仪器的灵敏度平均值大于1 0 0 0 m v m l / m g 。 2 . 1 . 2 基线稳定性 以氦气为载气，桥路电流在2 0 0 m A，衰减在1 档，经3 0 m i n 墓线漂移不大于。 . 1 m v, 噪声不大于0 . 0 5 m v。 2 . 2 稳压阀 载气或吸附质气体在实验操作中的流ka波动不大于1 %。 2 . 3 混合器 本仪器的前混合器的容积不得小于2 0 m l ， 后混合器可采用长为250m-、 内径为1 0 m m的不锈钢直管。3 测定 称取适量千燥好的样品，置于样品管中，接人气路，在冷阱处套上盛有 液氮的杜瓦瓶。热导检测器的桥流控制在1 4 0 m A 。 用皂膜流量计测准载气氦 ( 或氢)的流速， 然后加人一定量 的吸附质 ( 氮) ，并测出混合 气总流速。待基线稳定后， 将盛满液氮的杜瓦瓶套于样品管上，这时记录仪上便出现一 个吸附峰，吸附达到平衡后 ( 记录笔回到基线)，取下液氮杜瓦瓶，用室温水加速脱附，记录仪上便出现 一 脱附峰，脱附峰面积作为计算依据。 注意:每点测定时，套于样品管的杜瓦瓶要保持相同的液氮面。载气 ( 氦或氢) 和吸附质 ( 氮)的纯度要求为 9 9 ， 9 %4 计算 对峰面积的测量采用峰高乘半高峰宽的方法，侧量中采用精度大于0 . 0 2 m m的读数显微镜或用同等精度的其它工具读数。对吸附帚的计算可用外标法和仪器常数法两种。 4 . 1 外标法 1 2 4免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB 2922一 .2 外标法是在上 述方法测得样品的脱附峰后再进一次已知体积量管的纯氮，这时记录仪上出现的峰为标准峰。用外标法计算吸附a的公式为: V厂。二x A. A,2 7 3 尸ax7 6 0 T(2 )式中Va 标准状态的吸附量，m l ;V s 已知体积的氮量，m l ;A , 已知体积氮量的峰面积，m m 2 ;A a 脱 附 峰面 积 ， m m Z ;Pa 实验条件下的大气压，m m Hg ;T-实验条件下的室温，“ K。4 . 2 仪器常数法 在仪器的电 路参数保持不变的情况下， 峰面积与峰面积相应的气体量以及载气流速之间的函数是一个常数。 仪器常数K ( m i n / m m 2 )的计算公式为: 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氮在混合气中的分压与大气压之比， v s - 所用量管的已知体积，m l ; A , 与所用It管的已知体积V , 相应的峰面积，M M 2 ; R c -载气流速，m l / m i n ; P a 实 验条件下的大气压，m m H g ; T -实验条件下的室温， K。 注意:仪器常数K值测试的条件和实验的条件必须一致。 用仪器常数法计算吸附量的公式为: V a = K 佑 A a 。 ( 4 )式中:K仪器常数，m i n / m mz ; R r混合气总流速，m I / m i n i A o - 脱 附 峰 面 积 ， m m 2 a v a 标准状态的吸附量，m I 。.在 B E T 方 程 式 适 用 的 相 对 压 力 范 围 内 ， 选 择 3 或 4 点 ， 测 出 相 对 应 的 标 准 状 态 的 吸 附 量 v o 值 ，按 侧 定 原 理 即 可 求 出 单 分 r 层 的 气 体 吸 附 量 犷 二 。一 以惰性气体氮为吸附质的比表面积计算公式为:_厂m岛口=4 . 3 B - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( c、 月 /、。，式巾: S a 比表面积，m z / B t W样品重量，9 ; V m 单分升 层的气体吸附量，m i .5 精密度和准确度 本方法的精密度在士 5 %以内，与B E T容量法对照其准确度在士 5 %以内。免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB 2822一 . 2 附录A称样t和比表面积的关系 ( 参考件) 一般认为样品量应使得氮气的吸附最在5 m l 左右为宜，所以比表面积大的样品应少称些样，而比表面积小的， 应多取些样。 但是样品的比表面积从小到大， 有一万倍的变化，所以对小于1 0 M 2 / g的比表面积样品，除了多称样品外，吸附量只得相应地减少。现将估计的样品称量和样品比表面积的关系表示于下图，以作参考之用。1 0 5 0 1 0 0 5 0 0估计样品比表面积免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB 2922一 82 附录B样品管和称t的关系 ( 参考件) 装填样品时，固体样品放于U形玻璃管的底部， 样品的最上部和样品管壁要留有空隙以免产生阻力。为减少取样无代表性和不均一的误差，尽可能地提高 称样量。为减少称量误差必须采用万分之一的天平称样。 根据样品的比表面积大小应选择不同体积的样品管。小比表面积的样品应采用大体积样品管来增大称样it，但是考虑到脱附时，反峰的影响，所以死体积应尽量小。样品管在不被样品堵死的情况下，要尽量小 一 些，现将一般采用的大体积样品管列于下图。免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB 2 9 2 2 一 8 2附录C冷阱管的要求 ( 补充件) 在测定小比表面积时，除加大混合器保证平衡气混合均匀外，还不能忽视冷阱的作用。本方法对载气和吸附质气体的纯度要求主要依靠冷阱来达到净化目 的，所以在整个测试过程中冷阱管都要浸在盛满液氮的杜瓦 瓶内。当 添加液氮时，由于温度变化而引起流速波动，这样容易吹走样