比表面屬于粉體的一種綜合性質(zhì),是由單顆粒性質(zhì)和粉體性質(zhì)共同決定的。
粉體的比表面是粉末的平均粒度、顆粒形狀和顆粒密度的函數(shù),能給人以直觀、明確的概念
比表面與粉體的許多物理、化學(xué)性質(zhì),
如吸附、溶解速度、燒結(jié)活性等直接相關(guān)
質(zhì)量比表面積Sw:1g質(zhì)量的粉體所具有的總表面積, 用m2/g 或 cm2/g表示
體積比表面積Sv:即顆??偙砻娣e/顆??傮w積,
單位是m2/cm3
比表面是代表粉體粒度的一個(gè)單質(zhì)參數(shù),同平均粒度一樣,所以用比表面法測定粉末的平均粒度稱為單值法,以與分布法相區(qū)別。
1969年會議推薦的比表面積測定方法共有:氣體容量吸附法、氣體質(zhì)量吸附法、氣體或液體透過法、液體或液相吸附法、潤濕熱法及尺寸效應(yīng)法等。通常采用的是吸附法和透過法。
尺寸效應(yīng)法是根據(jù)粉體粒度組成和形狀因子計(jì)算比表面的一種方法。
氣體吸附法:
利用氣體在固體表面的物理吸附測定物質(zhì)比表面積
測量吸附在固體表面上氣體單分子層的質(zhì)量或體積,再由氣體分子橫截面積計(jì)算1g物質(zhì)的總表面積,即得質(zhì)量比表面積。
由Lamgmuir吸附等溫式計(jì)算
V = Vmbp / (1+bp)
可以寫成如下形式:
p / V = 1 / Vmb + p / Vm (2-12)
式中,V――當(dāng)壓力為p時(shí)被吸附氣體的容積;
Vm――全部表面被單分子層覆蓋時(shí)的氣體容積,稱飽和吸附量; b――常數(shù)
由BET公式計(jì)算
一般情況下,氣體不是單分子層吸附,而是多分子層吸附。不能采用Lamgmuir吸附等溫式,應(yīng)該用多分子層吸附BET公式:
或改寫為BET二常數(shù)式:
式中 p――吸附平衡時(shí)的氣體壓力;
p0――吸附氣體的飽和蒸汽壓;
V――被吸附氣體的體積;
Vm――固體表面被單分子層氣體覆蓋所需氣體的體積;
C――常數(shù)
例如,利用BET裝置測得某種炭粉樣品在活化前及活化后的Vm值分別為3.4cm3/g及260cm3/g,試求該炭粉在活化前后的比表面是多少?
解:(1)活化前:Sw=4.35Vm=4.35×3.4=15(m2/g)
(2)活化后:Sw=4.35Vm=4.35×260=1131(m2/g)