测量比表面积方法有容量法、重量法、气相色谱法等。
BET 比表面积容量测量法,简称BET法,是研究同体表面结构和测量比表面积的重要方法之—。氮气、氪气常作为吸附气体,
BET方程是多分子层物理吸附理论中应用最广泛的等温式,南勃鲁纳尔(Brunauer)、爱曼特(Emmett)、泰勒(Teller)在1938年提出 前提假设是:
(1)吸附利表面是均匀的;
(2)吸附质分子间没柯相互作用;
(3)吸附可以是多分子层的;第二层以上的吸附热等于吸附质的液化热;当吸附达到平衡时。每一层的形成速度与破坏速度相等。
由上述假设出发,可推导出BET二常数公式:
P/V(P-P0)=1/VmC (C-1)P/VmCP0
式中:V为在气体平衡压力为P时的吸附体积量;Vm为单分子层饱和吸附量,常数;P为吸附气体的平衡压力;P0为在吸附温度下吸附质气体的饱和蒸气压(查相关手册);C为吸附热有关的常数。
BET公式适用比压P/P0在0.05~0.35之间。因为P/P0<0. 05,压力太小,不能建立多分子层物理吸附平衡(实为单分子层);当P/P0>0. 35,毛细凝聚现象显著,亦破坏多分子层物理吸附。
通过实验可测得一系列的P和V,若以P/V(P0-P)对P/P0作图可得一直线,由此求得Vm,若Vm以标准状态下的体积(mL)度量,则比表面S为
S=VmNAσ/22400W
式中:NA为阿伏加德罗常数;σ为每个吸附质分子的截面;W为吸附剂质量(g);22400为标准状态下1mol气体的体积(mL)。
其中吸附质分子的截面积σ可由多种方法求出,可利用下式计算:
σ =1.09(M/NAd)2/3
式中:M为吸附质的分子量;d为在吸附温度下吸附质的密度。
对于氮气,在78K时σ常取的值是0.162nm2。