比表面積定義為單位質(zhì)量物質(zhì)的總表面積，國際單位是(m²/g)，主要是用來表征粉體材料顆粒外表面大小的物理性能參數(shù)，例如粉末、纖維、顆粒、片狀、塊狀等材料。實(shí)踐和研究表明，比表面積大小與材料其它的許多性能密切相關(guān)，如吸附性能、催化性能、表面活性、儲能容量及穩(wěn)定性等，因此測定粉體材料比表面積大小具有非常重要的應(yīng)用和研究價(jià)值。材料比表面積的大小主要取決于顆粒粒度，粒度越小比表面積越大；同時顆粒的表面結(jié)構(gòu)特征及形貌特性對比表面積大小有著顯著的影響，因此通過對比表面積大小的測定，可以對顆粒以上特性進(jìn)行參考分析。

研究表明，納米材料的許多奇異特性與其顆粒變小、比表面積急劇增大密切相關(guān)，隨著近年來納米技術(shù)的不斷進(jìn)步，比表面積性能測定越來越普及，已經(jīng)被列入許多的國際和國內(nèi)測試標(biāo)準(zhǔn)中。

不同大小的比表面積

比表面積測試方法有多種，其中氣體吸附法因其測試原理的科學(xué)性，測試過程的可靠性，測試結(jié)果的一致性，在國內(nèi)外各行各業(yè)中被廣泛采用，并逐漸取代了其它測試方法，成為公認(rèn)的最權(quán)威測試方法，許多國際標(biāo)準(zhǔn)組織都已將氣體吸附法列為比表面積測試標(biāo)準(zhǔn)。

氣體吸附法測定比表面積原理，是依據(jù)氣體在固體表面的吸附特性，在一定的壓力下，被測樣品顆粒（吸附劑）表面在超低溫下對氣體分子（吸附質(zhì)）具有可逆物理吸附作用，并對應(yīng)一定壓力存在確定的平衡吸附量。通過測定出該平衡吸附量，利用理論模型來等效求出被測樣品的比表面積。由于實(shí)際顆粒外表面的不規(guī)則性，嚴(yán)格來講，該方法測定的是吸附質(zhì)分子所能到達(dá)的顆粒外表面和內(nèi)部通孔總表面積之和。

氣體吸附示意圖

而在實(shí)際應(yīng)用中，氣體吸附法除了比表面積外，還是粉體孔徑分布、表面性質(zhì)等參數(shù)分析表征的常用手段。多孔材料的性能檢測通常也是一大難點(diǎn)，其孔隙的研究內(nèi)容包括孔隙大小、孔隙形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙類型、孔隙率、孔隙容積、孔比表面積測試等，這些指標(biāo)決定多孔材料導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光學(xué)行為、聲學(xué)性能、拉壓強(qiáng)度、蠕變率等物理以及力學(xué)性能，如何做到精確表征也是產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。

氣體吸附法通過測量樣品在不同壓力條件下（壓力P與飽和壓力P0）的凝聚氣量，繪制出其等溫吸附和脫附曲線，通過不同理論方法可得出其孔容積和孔徑分布曲線。而根據(jù)所測孔徑范圍的不同，氣體吸附法的應(yīng)用也有一定的差別，例如氮?dú)馕街饕脕頊y試2～50nm的中孔和100nm以上的大孔；而二氧化碳吸附由于二氧化碳在實(shí)驗(yàn)條件下比氮?dú)鈹U(kuò)散速度更快，更易達(dá)到飽和吸附，主要用來測試小于2nm的微孔孔隙結(jié)構(gòu)。

多孔材料的分類及應(yīng)用

目前，國內(nèi)在粉體檢測領(lǐng)域仍在不斷探索，新技術(shù)的更新迭代助力著粉體產(chǎn)業(yè)不斷向著更精細(xì)、更高性能的方向發(fā)展，了解最新的粉體表征技術(shù)對于材料開發(fā)也有著良好的助益。在即將于10月24-26日在珠海舉辦的“2022全國粉體檢測與表面修飾技術(shù)交流會（第六屆）”論壇，粉體圈邀請了來自國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司的應(yīng)用工程師王華強(qiáng)先生，分享報(bào)告“氣體吸附技術(shù)在粉體材料表征中的應(yīng)用”，報(bào)告將詳細(xì)介紹氣體吸附技術(shù)用于粉體材料表征的基礎(chǔ)原理、應(yīng)用案例以及相關(guān)的設(shè)備介紹，如果您需要了解相關(guān)知識，歡迎報(bào)名參會！

關(guān)于國儀量子

國儀量子長期致力于研究粉體材料的表面形貌、比表面積和孔徑結(jié)構(gòu)等物性參數(shù)的表征分析，推出了系列解決方案。通過其自研的系列氣體吸附儀產(chǎn)品，借助氣體吸附分析技術(shù)能夠得到粉體材料的比表面積、孔容、孔徑分布以及真密度等參數(shù)，進(jìn)而能對材料的吸附、催化等性能做一個基礎(chǔ)評估。此外，國儀量子自研的掃描電鏡產(chǎn)品對粉體材料進(jìn)行高分辨成像后，可對粉體材料進(jìn)行直接精確的粒度表征，并且獲得顆粒的粒形特征、表面粗糙度和成分特征等信息，以此實(shí)現(xiàn)對粉體材料更為全面的 “診斷”。

報(bào)告人簡介

王華強(qiáng) 應(yīng)用工程師

王華強(qiáng)，中共黨員，畢業(yè)于安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，現(xiàn)任國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司應(yīng)用工程師，從事國儀精測業(yè)務(wù)相關(guān)領(lǐng)域高新技術(shù)應(yīng)用開發(fā)及技術(shù)支持工作，在氣體吸附技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域具有多年工作經(jīng)驗(yàn)，研究領(lǐng)域橫跨醫(yī)藥、新能源、催化和環(huán)保等。工作中緊密接觸一線科研工作者，扎實(shí)理論基礎(chǔ)，拓展行業(yè)應(yīng)用方向；同時國儀精測業(yè)務(wù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在精密測量領(lǐng)域技術(shù)沉淀已近15年，可為該領(lǐng)域的用戶提供更全面、更專業(yè)的技術(shù)服務(wù)和整體解決方案。

粉體圈會務(wù)組

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