表面積(BET)および細孔サイズ測定(BJH)

ガス吸着は、固体の多孔質材料の比表面積と細孔径分布を決定するための強力な分析技術です。

表面積および孔径は、表面が気体または液体と相互作用することに関連する多くの産業やプロセスで重要です。 例としては、センサー、触媒、燃料電池、バッテリー、化学製造などがあります。 ガス吸着の速度または量、およびガスを吸着する材料の能力は、その機能的有用性に大きな影響を及ぼす可能性があります。 これらの要因を調査することは、研究開発、製品開発、または後のトラブルシューティングや障害分析の際に非常に重要になる可能性があります。 例えば、孔径は、反応速度または触媒プロセスの効率に影響を与える可能性があります。 同様に、材料の表面積は、その表面でも生じるあらゆる表面化学作用に加えて、電池の寿命または貯蔵容量に影響を与える可能性があります。

表面積または孔径の測定を行う前に、汚染物質(通常は水と二酸化炭素)を固体表面から除去する必要があります。 固体は、最初に吸着した汚染物質を除去するために熱と真空を加えることによって前処理されます。

表面積を決定するために、固体を真空下で極低温に冷却します(液体窒素を使用)。 窒素ガスは、制御された増分で固体に投与されます。 吸着ガスの各投与後、圧力を平衡化させ、吸着されたガスの量を決定します。 吸着されたガスの量は、圧力の関数としてプロットされます。 このプロットから、固体の外面上に単分子層を形成するために必要なガスの量が決定されます。 表面積は、BET(Brunauer、Emmett、およびTeller)の式を使用して、単分子層を形成するために必要なガスの量から計算できます。

細孔容積および細孔サイズ分布を決定するために、すべての細孔が液体で満たされるまでガス圧をさらに漸増的に増加させます。 次に、ガス圧を徐々に下げて、システムから凝縮ガスを蒸発させます。 吸着および脱着等温線の評価により、細孔容積および細孔サイズ分布についての情報が明らかになります。 BJH(Barrett、JoynerおよびHalenda)計算を用いて、細孔容積および細孔径分布を決定します。

BETとBJHの理想的な使用法

  • 固体材料のBET表面積分析
  • 固体材料のBJH細孔容積および細孔サイズ分布分析

強み

  • 表面積と孔径データの同時取得
  • 非破壊的な方法

制限事項

  • 閉じた気孔は、材料表面を介してアクセスすることはできません。 したがって、ガス吸着はそれらの評価には使用できない。

技術仕様

  • 総表面積:少なくとも0.5 m2
  • 比表面積:0.1メートル2/ g以上
  • 細孔容積:4×10-6 cm3/ g以上
  • ポアサイズ:2-50 nm(メソポア)
  • 相対圧力範囲:0-0.98 P / P0
  • サンプル容量:2 cm3 (標準チューブ)/ 6 cm3 (大チューブ)

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