【摘要】 BET方法用于表征化学、物理、土壤学、地质学、建筑学等领域的多孔材料。

BET是表征催化剂、吸附剂和其他人工和天然多孔材料的最广泛的方法之一。它是在1938年开发的,多年来,尽管该领域出现了新的方法,但它的相关性一直在增长。根据汤森路透科学网数据库的数据,自2009年以来,每年都有1000多篇提到BET方法的出版物出现。BET方法有很大的缺点,这些缺点在别处有广泛的讨论。然而,它现在被认为是计算比表面积的常规方法。BET方法用于表征化学、物理、土壤学、地质学、建筑学等领域的多孔材料。其用途不仅限于研究和开发,还涉及工业应用中的技术控制。如今,不需要人工干预的从吸附数据自动评估BET参数的通用程序还不存在。研究人员必须手动控制BET方法应用的准确性,以避免得到不充分的结果。这使得正确应用BET方法的多学科问题变得重要起来。

 

图1 比表面积及孔径测试仪。

 

传统的测量BET比表面积的方法需要猜测吸附等温线上的压力范围,其中BET曲线是线性的,BET方程适合于实验。Maxim S. Mel'gunov[1]等人报道了一种简单而通用的方法,对吸附等温线进行归一化,得到了直接产生所谓B点的吸附等温线。B点是吸附等温线上的一个点,在这个点上,吸附吸收等于BET的吸附单层容量。作为一种多点技术,这种方法没有压力范围的猜测,因此也没有传统的线性化。它允许对大多数多孔固体进行适当的自动表征,包括在纳米范围内具有孔分布的材料,其中由于多层吸附和毛细管冷凝的重叠,BET压力范围的猜测是值得怀疑的。

 

图2 SBA-3和MMM-2介孔硅酸盐的氮气吸附等温线(77K)。[1]

 

他们介绍了直接估算BET参数的方法,包括BET单层容量和BET比表面积。并得出以下结论。

1.微孔和介孔材料的吸附等温线上的极大值直接给出了B点在微孔和介孔材料吸附等温线上的排列,除非多层吸附和毛细管凝聚发生了相当大的重叠。但是,一旦已经找到点B,就不需要应用IUPAC算法。

2.对于多层吸附和毛细管凝聚有较大重叠的材料,需要特别注意适当地选择k。在这种情况下,阐述k值的明确标准是很重要的。

3.在应用所讨论的极大值排列法时,BET系数C总是正值。这避免了对nm的错误评估,以及当使用不适当的压力范围来构建BET曲线图时可能发生的情况。

 

他们认为,技术可以被认为不是替代的,而是作为所有已知的从实验吸附数据评估BET表面积的BET分析程序的基础。在分子截面积已知的情况下,它可以在不同温度下用于任何吸附剂和吸附剂。它的数学实现很简单,并且可以通过相应的计算软件自动执行,而不需要或只需最少的人工干预。

 

[1] MEL'GUNOV M S, AYUPOV A B. Direct method for evaluation of BET adsorbed monolayer capacity [J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2017, 243: 147-53.

 

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