Статико-объемный метод для определения удельной поверхности и пористости порошков путем физисорбции

Статико-объемный метод для определения удельной поверхности и пористости порошков путем физисорбции

Принцип работы приборов, в основе которых лежит статико-объемный метод

Анализаторы JWBG, в основе работы которых лежит статико-объемный метод, используются в соответствии с принципом низкотемпературной адсорбции азота. Статико-объемный метод адсорбции азота можно объяснить следующим образом: сначала в системе создается вакуум, таким образом давление Pcd0 в коллекторе и камере образца приближается к нулю. Затем азот подается в коллектор, пока давление не достигает Pd1. В это время электромагнитный клапан открывается между коллектором и камерой для образцов, и газ (азот) поступает в камеру для образцов. Адсорбция поданного газа образцом происходит при температуре жидкого азота. После установления равновесия адсорбции, давление в коллекторе и давление в камере образцов уравновешены, и общее давление достигает Pcd1. Таким образом, количество азота, адсорбированное образцом (△ V) можно рассчитать по следующему уравнению:

  • Vd —— Объем между клапаном камеры для образцов, клапаном коллектора и манометром;
  • Ve —— объем ячейки для образцов;
  • Vx —— объем над ячейкой для образца до внутренней стороны клапана камеры для образца;
  • Vc —— Общий объем камеры для образца под клапаном камеры для образца (Vc = Vx + Ve);
  • Pd —— давление между клапаном камеры для образцов и клапаном коллектора, измеряется датчиком давления;
  • Pcd —— давление между ячейкой для образца, датчиком давления и клапаном газовой камеры, когда клапан пробы открывается.

Vtd: объем газа в стандартном состоянии, который переходит из газового состояния (Pd, Td, Vd).
Vtc: объем газа в стандартном состоянии, который переходит из газового состояния (Pcd, Tc, Vc).

Расчет адсорбции и десорбции азота образцом

Увеличивая постепенно давление Pd в коллекторе объемом Vd, в котором предварительно был создан вакуум, мы можем получить сбалансированное значение давления Pcd. Количество адсорбированного образцом азота получают по следующему уравнению:

Общее количество адсорбированного азота:

Гелий используется для определения мертвого объема, потому, что он не проявляет эффекта адсорбции (не абсорбируется образцом), то есть Vn = 0. Далее:

Q – отношение Vtc к Vtd. Значение Vtd измеряется заранее перед доставкой газа.

Если давление в ячейке для образца достигло наивысшего значения, то количество азота, адсорбированного на поверхности образца, достигло максимального насыщения, а затем давление поэтапно снижается до Pd в объеме Vd. Тогда значение равновесного давления равно Pcdi. А количество азота, десорбированного с поверхности образца, определяется следующим уравнением:

Общее количество десорбированного азота:

Таким образом, имея значение количества адсорбированного образцом азота и значение мертвого объема образца, рассчитывается удельная поверхность, объем пор, распределение пор по размеру и другие параметры.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: