BET吸附-脱附曲线分析及含义
BET
★★注意★★我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。
经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET （Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。
◆六类吸附等温线类型几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。
每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X 轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。
那么吸附曲线在：低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。
中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。
BJH 方法就是基于这一段得出的孔径数据；高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。
平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。
◆几个常数※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为0.001547mL例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*0.001547＝400/654＝约0.61mL※STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距)◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明此等温线属IUPAC 分类中的IV型，H1滞后环。
bet比表面积和氮气吸附脱附
bet比表面积和氮气吸附脱附【知识】bet比表面积和氮气吸附脱附序言在材料科学和化学领域，表面积是一个重要的物性参数，它描述了固体材料与周围环境之间的接触面积。
为了量化固体材料的表面积，科学家们发展了一系列测量方法。
而在这些方法中，bet比表面积和氮气吸附脱附技术已经被广泛应用并深入研究。
本文将深入探讨bet比表面积和氮气吸附脱附的原理、应用以及其在材料科学中的意义。
一、bet比表面积的原理和测量1.1 bet比表面积的定义bet比表面积是根据贝特等温吸附方程（BET equation）来计算的，该方程基于气体在材料表面吸附的模型。
表面积越大，则吸附分子与材料表面的接触面积越大，从而导致更多的分子被吸附。
1.2 bet比表面积的测量方法目前，常用的测量bet比表面积的方法有气相吸附法和液相吸附法。
其中，气相吸附法使用的是氮气吸附脱附技术，而液相吸附法则常用吸附剂为甲苯等有机物。
二、氮气吸附脱附技术的原理和应用2.1 氮气吸附脱附技术的原理氮气吸附脱附技术是测量bet比表面积的常用方法之一。
它基于氮气在材料表面吸附和脱附的过程来获得材料的比表面积。
其中，氮气吸附的等温线通常遵循亚单分子层吸附模型，而脱附曲线则用于计算bet 比表面积。
2.2 氮气吸附脱附技术的应用氮气吸附脱附技术在材料科学中有着广泛的应用。
它可以用来表征催化剂、吸附剂、孔隙材料等材料的表面性质。
通过测量bet比表面积，可以评估材料的孔隙结构、孔隙分布以及吸附性能，从而优化材料的设计和合成。
三、bet比表面积和氮气吸附脱附在材料科学中的意义3.1 表征材料的孔隙结构bet比表面积的测量结果可以提供材料的孔隙结构信息，如孔径分布、孔隙体积等。
这些信息对于理解和控制材料的吸附、传质等过程具有重要意义。
3.2 优化材料的设计和性能通过评估材料的bet比表面积，科学家们可以优化材料的设计和性能。
在催化剂领域，高bet比表面积的材料通常具有更高的活性和选择性。
n2吸附脱附曲线
n2吸附脱附曲线N2吸附脱附曲线是一种重要的实验手段，用于研究材料的吸附性能以及孔结构特征。
在该实验中，通常采用BET理论（Brunauer-Emmett-Teller）来确定材料的比表面积。
下面，我将用简体中文详细介绍N2吸附脱附曲线的原理、实验步骤和数据分析方法。
一、N2吸附脱附曲线原理N2吸附脱附曲线是通过测量吸附剂材料在不同相对压力下的吸附量，从而分析材料的比表面积和孔隙特性。
该实验基于吸附剂材料与气体分子之间的相互作用力，当气体分子与吸附剂表面发生相互作用时，会引起吸附。
BET理论认为，当相对压力P/P0较低时，吸附剂与气体分子的相互作用主要是吸附在表面上的单层分子之间的相互作用。
吸附量与相对压力之间的关系可以用BET方程来描述：X/M = X/M0 * (1 - C * P/P0) / (1 - P/P0)其中，X/M是吸附量与样品质量之比，X/M0是吸附平台，C是BET 常数，P是吸附剂的相对压力，P0是饱和蒸汽压力。
二、N2吸附脱附曲线实验步骤1.准备样品：将需要测试的吸附剂样品（如催化剂、吸附剂等）进行预处理，去除表面杂质和水分。
2.测定吸附剂样品质量：将待测样品的质量进行称量，并记录下来。
3.真空处理：将待测样品置于高真空条件下，去除吸附剂内部和表面的杂质和水分。
4.温度调控：根据吸附剂样品的性质，设置合适的实验温度。
5.吸附实验：将N2气体通过烧杯等装置导入到吸附剂样品中，控制吸附剂样品的相对压力。
分别测定吸附时的相对压力和吸附量。
6.脱附实验：通过减少N2气体的流量或者停止导入气体，使得气体分子从吸附剂样品的表面脱附。
同样，测定脱附时的相对压力和吸附量。
7.数据处理：根据实验所得的数据，计算出吸附剂样品的比表面积和孔隙容积，并绘制N2吸附脱附曲线。
三、N2吸附脱附曲线数据分析方法1. BET比表面积计算：根据BET方程，绘制吸附量与相对压力之间的曲线。
当绘制的吸附量与相对压力之间的线性范围较大时，可使用线性拟合方法计算BET常数和BET比表面积。
bet吸脱附曲线不闭合
bet吸脱附曲线不闭合（实用版）目录1.介绍 BET 吸脱附曲线2.解释 BET 吸脱附曲线不闭合的原因3.分析 BET 吸脱附曲线在材料科学中的应用4.总结 BET 吸脱附曲线的重要性正文1.介绍 BET 吸脱附曲线BET 吸脱附曲线，全称为 Brunauer-Emmett-Teller 吸附等温线，是一种描述材料吸附气体能力的重要曲线。
该曲线通过测量在不同温度和压力下，材料对气体的吸附量来绘制。
BET 吸脱附曲线能够提供关于材料孔隙结构、表面性质以及吸附能力的重要信息，因此在材料科学领域具有很高的研究价值。
2.解释 BET 吸脱附曲线不闭合的原因BET 吸脱附曲线通常呈现出非闭合的特点，原因在于在测量过程中，吸附气体和脱附气体之间的平衡未能完全达到。
具体来说，当吸附达到平衡时，材料表面吸附的气体量与空气中吸附的气体量达到一个动态平衡。
而在脱附过程中，材料表面吸附的气体会被释放到空气中，使得吸附和脱附之间的平衡不断发生变化。
由于这个过程是动态的，因此在绘制 BET 吸脱附曲线时，很难完全达到闭合状态。
3.分析 BET 吸脱附曲线在材料科学中的应用BET 吸脱附曲线在材料科学中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：(1) 分析材料的孔隙结构：通过 BET 吸脱附曲线可以判断材料的孔隙大小、孔径分布以及孔隙形状等信息，这对于了解材料的吸附性能和应用领域具有重要意义。
(2) 研究材料的表面性质：BET 吸脱附曲线可以反映材料的表面化学性质、表面电荷等特征，这些信息对于优化材料性能和提高材料应用的可行性至关重要。
(3) 评价材料的吸附能力：通过 BET 吸脱附曲线可以直观地了解材料在不同条件下对气体的吸附能力，为材料在吸附领域的应用提供依据。
4.总结 BET 吸脱附曲线的重要性BET 吸脱附曲线作为一种重要的材料表征手段，能够提供关于材料孔隙结构、表面性质和吸附能力的丰富信息。
吸附脱附曲线分析
吸附等温线- 概述吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示〔1〕。
作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等,而宏观地总括这些特性的是吸附等温线〔2〕。
吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。
在地质科学方面,可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用〔3〕;在煤炭方面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附,并且随着压力的升高,煤对CO2选择性吸附…吸附等温线- 吸附等温线平衡在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。
通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。
吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。
吸附等温线有以下六种（图 1）。
前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。
吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。
Ⅰ型等温线：Langmuir 等温线相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。
样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。
平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。
微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。
Ⅱ型等温线：S 型等温线相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。
在低P/P0处有拐点B，是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子层吸附的完成。
随着相对压力的增加，开始形成第二层，在饱和蒸气压时，吸附层数无限大。
这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于 20nm时常遇到。
它的固体孔径尺寸无上限。
仪器分析-BET报告
BET BJH
•吸附现象:
吸附作用指的是一种物质的原子或分子附着在另一种物 质表面上的过程-----物质在界面上变浓的过程。界面上的 分子与相里面的分子所受的作用力不同而引起的。
*气－固接触面来说，由于固体表面分子受力不均衡，就产生一个剩余
力场，这样就对气体分子产生吸附作用。 *吸附的分子仍是在不断运动的（例如振动）。 *气体分子能克服固体表面的引力，会离开表面造成脱附。 *吸附与脱附之间可以建立动态平衡.
C = m/ b 1 P V P0 P CVm CVm P0
以P/V(P0-P)对P/P0作图, 得一直线
5
根据直线的斜率和截距,可求出形成单分子层的吸 附量Vm=1/(斜率+截距)和常数C=斜率/截距+1.
BET吸附等温方程（1-12）――――单层饱和吸附量 vm ： 1 (1-13) vm =
生，而脱附仅由毛细管凝聚所引起。
这就是说，吸附时首先发生多分子层吸附，只有当孔壁上的 吸附层达到足够厚度时才能发生凝聚现象；而在与吸附相同 的p/p0比压下脱附时，仅发生在毛细管中的液面上的蒸汽， 却不能使p/p0下吸附的分子脱附，要使其脱附，就需要更小 的 p/p0 ，故出现脱附的滞后现象，实际就是相同 p/p0 下吸 附的不可逆性造成的。
吸附剂:具有吸附能力的固体物质. 吸附质:被吸附剂所吸附的物质,(如氮气).
通常采用氮气,氩气或氧气为吸附质进行多孔物的比 表面,孔体积,孔径的大小和分布的测定.也可通过完 整的吸附脱附曲线计算出介孔部分和微孔部分的体 积和表面积等.
吸附平衡等温线:以压力为横坐标,恒温条件下吸附质在
吸附剂上的吸附量为纵坐标的曲线. 通常用比压(相对压力)p/p0表示压力,p 为气体的真实压力,p0为气体在测量温度 下的饱和蒸汽压.
bet吸脱附曲线不闭合
Bet吸脱附曲线不闭合1. 什么是bet吸脱附曲线？Bet吸脱附曲线是一种用于表征吸附剂在不同相对压力下吸附和脱附过程的曲线。
它是由美国科学家Stephen Brunauer、Paul Emmett和Edward Teller在1938年提出的，因此被称为Bet理论。
在吸附过程中，气体或液体分子会与固体表面发生相互作用，吸附到固体表面上。
而吸附剂的吸附性能可以通过吸附等温线来描述，其中最常用的就是Bet吸脱附曲线。
2. Bet吸脱附曲线的特点Bet吸脱附曲线通常呈现为一个闭合的环形，其中包含两个拐点。
这两个拐点分别对应着吸附和脱附过程的平衡点。
在低相对压力下，吸附剂与气体或液体分子的相互作用力较弱，因此吸附量较小。
随着相对压力的增加，吸附剂表面的可用吸附位点逐渐饱和，吸附量逐渐增加。
当相对压力达到一定程度时，吸附剂表面的吸附位点已经全部饱和，此时吸附量达到最大值，称为吸附平衡。
这个相对压力称为饱和蒸汽压。
在高相对压力下，脱附过程开始起作用。
脱附是指吸附剂上的分子从吸附位点上解离出来重新进入气相或液相。
随着相对压力的进一步增加，脱附量逐渐增加。
当相对压力达到一定程度时，脱附量已经达到最大值，此时脱附过程达到平衡，称为脱附平衡。
这个相对压力称为饱和脱附压。
3. Bet吸脱附曲线不闭合的原因然而，并非所有的Bet吸脱附曲线都是闭合的。
有些情况下，曲线会出现不闭合的现象。
造成Bet吸脱附曲线不闭合的原因主要有以下几点：3.1 吸附剂表面存在不规则性如果吸附剂表面存在不规则性，例如孔隙结构不均匀或存在缺陷，那么吸附剂表面的吸附位点分布就会不均匀。
这导致了吸附过程中不同位置的吸附量不同，从而使得Bet吸脱附曲线不闭合。
3.2 吸附剂表面存在多种吸附位点当吸附剂表面存在多种吸附位点时，不同种类的吸附位点对应着不同的吸附能力。
在低相对压力下，一些吸附位点可能已经饱和，而其他吸附位点仍然可用。
因此，在脱附过程中，这些可用的吸附位点会继续吸附气体或液体分子，导致曲线不闭合。
BET的原理及使用方法解读
BET的原理及使用方法解读BET（Brunauer-Emmett-Teller）理论是用于描述吸附剂表面上吸附液体或气体的原理。
这个理论是由三位科学家Brunauer、Emmett和Teller在1938年提出的。
BET理论在化学、物理和材料科学领域中得到广泛应用，特别是用于研究吸附材料孔隙结构和比表面积。
BET理论的基本假设是，当吸附液体或气体分子与吸附剂表面发生相互作用时，它们会形成一层均匀分布的单分子层。
在低吸附物浓度下，吸附分子之间的相互作用可以忽略不计，吸附分子也能够在吸附剂表面上自由运动。
BET理论通过吸附等温线来描述吸附过程，等温线可以通过测量吸附量和脱附量的比值来得到。
BET理论的使用方法通常分为以下几个步骤：1.实验测定吸附等温线：通过实验测量吸附剂在不同温度或压力下的吸附量和脱附量，建立吸附等温线。
这些数据通常通过比较吸附剂的初始质量和最后质量来获得。
2.计算吸附量与脱附量的比值：根据吸附等温线中吸附量和脱附量的数据，计算其比值。
这个比值被称为BET等温线，通常用C与P/P0的函数形式表示，其中C表示BET等温线的对应吸附量的最大值，P表示吸附剂表面上吸附分子的浓度，P0表示饱和蒸汽压。
3.计算比表面积：根据BET等温线的形式和参数，可以计算出吸附剂的比表面积。
BET理论假设吸附分子在表面上的分布是均匀的，因此可以通过比较吸附等温线的形状来计算比表面积。
BET理论的应用广泛，特别适用于研究微孔和介孔材料的孔隙结构和比表面积。
通过测量吸附等温线和应用BET理论，可以得到孔隙的大小、分布和数量等信息。
这对于材料科学和制备过程的控制非常重要。
比如，在催化剂研究和开发中，了解催化剂的比表面积可以帮助科学家设计更高效的催化剂。
在吸附分离和气体储存等应用中，比表面积的了解也非常重要。
总而言之，BET理论通过描述吸附剂表面上吸附液体或气体的原理，为了解吸附剂的表面性质、孔隙结构和比表面积提供了重要的工具。
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气体吸附等温线通常分为六种，其中五种（I-V）是由国际理论与应用化学会（IUPAC）所定义的。
I型等温线表示在低的相对压力（平衡蒸汽压与饱和蒸汽压的比值）时，材料具有很强的吸附能力进而达到平衡。
I型等温线通常被认为是在微孔或者单层吸附的标志，由于强的吸附作用。
（这可能也有化学吸附的作用，涉及到在吸附质与吸附剂表面的化学键作用，这里我们不讨论化学吸附）值得注意的是，孔的大小是根据他们的直径（或宽度）来进行分类的：微孔（小于2nm），中孔（2-50nm），大孔（大于50nm）。
鉴于大多数多孔固体是使用非极性气体（N2 Ar）进行吸附研究的，所以不太可能出现化学吸附作用。
因此，对于I型等温线的经典解释是材料具有微孔。
然而，I型等温线也有可能是具有孔径尺寸非常接近微孔的介孔材料。
尤其是N2在77K或者Ar在77K和87K圆柱孔情况下，I型等温线将在较低的相对压力（大约0.1作用）下达到平衡对于材料是微孔，从最近的一些报道结果得出的。
因此，当I型等温线没有在相对压力0.1处达到平衡，该材料有可能存在大量的中孔或者就是单独的中孔。
然而，这种I型分布有可能在某种程度上介孔孔径分布范围变宽。
这是因为分布高度均匀圆柱孔的材料可能展示出在相对压力低于0.1或者更小时，可以在吸附等温线被识别（因此，这些等温线可以被分类成IV型等温线，下面我们会讨论）。
尽管，接近饱和蒸汽压的多层可能会十分不连续，但大孔材料大多是通过随着相对压力增加时，吸附量逐渐地增加的方式进行多层吸附。
这种不受限制的多层形成过产生了II型和III型等温线。
在这种情况下，吸附-脱附曲线重合；也就是说，没有发生滞后现象。
这主要取决于所测试的材料的性质，II型等温线是单层形成的明显特征，否则是在整个压力范围内都是凸起的III型等温线。
后者的行为可以观察到在吸附分子与吸附剂表面和被吸附物作比
较时，吸附分子之间的作用是强相互作用。
在介孔材料多层吸附过程中，常常伴随有毛细管冷凝现象发生（IV和V型等温线）。
因此，吸附过程最初是类似于大孔材料，但在较高压力下吸附量上升很陡，是由于毛细管冷凝的原因。
在这里孔被填满后，吸附等温线达到平衡。
毛细管凝聚与毛细管蒸发一般不在同一压力下发生，因此导致了滞后环的产生。
正如我们上面所提到的，在介孔材料的吸附过程中往往会伴随有吸附-脱附滞后现象。
虽然对这种现象进行了大量的研究，但其原因仍不明确。
这种滞后现象通常归因于热力动力学或者网状效应或者这两者的结合。
热力动力学效应与吸附等温线的吸附或脱附亚稳定性有关，即相比于在气相货液相的介孔中，在相对高或低的压力下毛细管凝聚或者蒸发可能会到导致延迟的发生。
另外，这种滞后现象也可能是由于网状效应导致，即如果较大的孔通过较小的孔进入到周围关键中，前者在相对压力下，不能耗尽。
相当于由于后者仍在注入到冷凝的吸附质，导致它们的毛细管蒸发。
所以较大的孔可能在相对于小孔连接处孔毛细管蒸发的压力下被耗尽（或在相对压力下吸附-脱附滞后的限制）。
虽然滞后环往往和网状结构有关，但滞后环被大家认为是热力动力学和网状效应的结合。
某种固体材料的吸附等温线可能也显示出低压滞后环（即使在相对低压下，滞后环也不挨着）。
低压滞后显现可能源于在吸附过程中吸附剂的膨胀或者物理吸附中伴随着化学吸附过程。
根据IUPIC的分类，滞后环分为四类H1-4。
H1所展示的是相对平行和接近垂直的等温线。
这种类型的滞后环通常意味着这种材料是由聚合物（刚性粒子结合聚集）或者接近球状粒子均匀地分布。
最近研究表明，H1滞后环也可以表征为一种带有圆柱孔的集合形状材料以及高孔径均匀分布。
因此，在吸附等温线中H1滞后环表明介孔材料的大孔径分布均匀性与孔道连通性。
H2型滞后环的特征是有一个三角形形状的吸附等温线。
这种等温线常常出现在测试许多无机氧化物介孔材料，主要归因于孔道连通性效应，这被认为是孔道有较窄的出口（类似于墨水瓶口），但后者的识别非常简单。
的确，H2型滞后环在一些具有相对均匀渠道状介孔的材料中得到，当脱附曲线发生在接近相对压力低的吸附-脱附滞后。
这种较低的限制是所
给出的材料在特定的温度（N2相对压力0.4，77K；Ar相对压力0.34和0.26，87K和77K）。
应该注意的是，在某些特殊情况下，滞后现象将低于这个限制；也就是说，低压滞后现象。
因此，在接近低压吸附-脱附的限制下，H2型滞后环不应该作为判定差的孔道连通性或墨水瓶孔状材料的依据。
事实上，新材料具有均匀的笼状介孔（因此适合与墨水瓶孔固体材料的等温线模型）具有宽的滞后环，没有形成在吸附-脱附曲线中的巨大差异。
这些滞后环似乎是H2和H1的中间类型，而不是H2，可以用以上方法解释。
H3型滞后环在相对压力接近于饱和蒸汽压时，没有达到平衡，表明所测材料由聚合物（松散的聚合物）片状颗粒形成的狭缝状孔。
H4型滞后环的特征是几乎水平平行的吸附等温线，归因于具有窄的狭缝状孔的吸附-脱附。
H4的滞后环可能只是有大孔的存在，并嵌入在小孔径当中。
H3与H4型滞后环很类似，可以认为H3不由板状材料的狭缝孔所决定。