bet物理吸附
BET的原理及使用方法..
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。在低P/P0区，曲线凸向上或凸向下， 反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。
中级仪器实验室ASAP2010快速比表面及孔径分布测定仪只能 测定中孔范围的孔径分布，不能测定微孔孔分布。测微孔分布，
仪器需要再配置低压测定装置和分子扩散泵。
6. 比表面积的测定与计算
1． Langmuir吸附等温方程――Langmuir比表面
（1） Langmuir理论模型 • ������ 吸附剂的表面是均匀的，各吸附中心的能量相同； • ������ 吸附粒子间的相互作用可以忽略； • ������ 吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一个吸附粒子只 占据一个吸附 中心，吸附 是单层的，定位的； • ������ 在一定条件下，吸附速率与脱附速率相等，达到吸附平衡。 （2） 等温方程 吸附速率：ra∝(1-θ )P ra=ka(1-θ )P 脱附速率rd∝θ rd=kdθ 达到吸附平衡时：ka(1-θ )P=kdθ • 其中，θ =Va/Vm（Va―气体吸附质的吸附量；Vm --单分子层饱和吸附容量，mol/g）， 为吸附剂表面被气体分子覆盖的分数，即覆盖度。 设B= ka/kd ，则：θ = Va/Vm=BP/（1+BP），整理可得： P/V = P/ Vm + 1/BVm • 以P/V～P作图，为一直线，根据斜率和截距，可以求出B和Vm 值（斜率的倒数为Vm）， 因此吸附剂具有的比表面积为： Sg=Vm·A·σ m • A为Avogadro常数 (6.023x1023/mol) σ m为 一个吸附质分子截面积(N2为16.2x10-20m2)，即每个氮气分子在吸附剂表面上所占面 积。 本公式应用于：含纯微孔的物质；化学吸附。
BET的原理和使用方法课件
5． 各类孔相应的测试方法
吸附剂孔径范围不同，表观性质不同，对应的测试方法亦不同。
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。在低 P/P0区，曲线凸向上或凸向下，反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。
Ⅴ型等温线(墨水瓶型)
较少见，且难以解释，虽然反映了吸附剂与吸附质之间作用微弱的Ⅲ型等温线特点，但 在高压区又表现出有孔充填。有时在较高P/P0区也存在毛细管凝聚和滞后环。
Ⅵ型等温线
又称阶梯型等温线。是一种特殊类型的等温线，反映的是固体均匀表面上谐式多层吸附的结 果（如氪在某些清净的金属表面上的吸附）。实际上固体的表面，尤其是催化剂表面，大都是 不均匀的，因此很难遇到此情况。
3． 吸附平衡
固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时，称吸附过程（adsorption）；反之，当气体 在固体表面上的浓度减少时，则为脱附过程（desorption）。
吸附速率与脱附速率相等时，表面上吸附的气体量维持不变，这种状态即为吸附平衡。 吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质、吸附质的性质等因素有关。一般而言，物理吸附 很快可以达到平衡，而化学吸附则很慢。
物理化学5.6 BET多分子层吸附理论
●物理吸附和化学吸附区别
●吸附剂只有一种吸附位，且吸附质只有一种吸附态 的Langmuir吸附
bpA
1 bpA
bp
1 bp
A
bA pA 1bA pA bB
pB
B
bB pB 1bA pA bB
pB微孔中的凝聚。 该吸附剂没有中孔和大孔
吸附定温线Ⅲ：
吸附量全部来自吸附质在吸附剂中、大 孔中的凝聚。 该吸附剂没有微孔，且吸附质 与吸附剂的作用较弱。
吸附定温线Ⅳ：
相对压力较低段：单层吸附，在小孔中的凝聚。 相对压力较高段：在中孔中的凝聚。 该吸附剂中孔丰富，但没有大孔
在一定温度下，吸附质的平衡吸附量 随吸附质的平衡分压改变的曲线。
bpA
1 bpA
V
Vm
气体分子以多分子层物理吸附于固体表面：
1938 年 ， Brunauer ， Emmett 和 Teller 三 人 在 Langmuir 单 分子层吸附理论基础上提出了多分子层吸附理论，简称 BET理论。
该理论假设：
图5.17 BET多分子吸附模型
固体表面是均匀的(各处吸附能力相同); 吸附靠分子间力，吸附可以是多分子层的； 被吸附的气体分子(横向)之间无相互作用力；
吸附与脱附建立起动态平衡。
由BET理论导出的结果是：
V
(
p p
p)
1 VmC
C 1 .
VmC
p p
——BET多分子层吸附定温式
吸附定温线Ⅴ：
吸附量全部来自吸附质在吸附剂中孔中 的凝聚。 该吸附剂没有微孔和大孔，且吸附质 与吸附剂的作用较弱。
第八讲 吸附等温方程式(BET吸附)
四、吸附等温方程式
p / p0 根据实验数据用 对 p / p0 做图， V (1 p / p0 )
若得直线，则说明该吸附规律符合BET公式，且通过
直线的斜率和截距便可计算出二常数Vm和C。
若吸附发生在多孔物质上，吸附层数就要受到限制，
设只有n 层，于是：
V Vm
C i xi
i 1
这说明x就是相对压力(即 x = p/p0)。将 x = p/p0代入，得到
V
Vm Cp ( p0 p )[1 (C 1) p / p0 ]
这就是著名的BET二常数公式。 Vm——表面盖满一个单分子层时的饱和吸附量，mL/g； C——常数。
四、吸附等温方程式
a1b2 Q1 QL C a b exp RT 2 1
（2）第二层及以后各层的吸附热都一样，而且等于液化热QL。
以S0、S1，S2…Si分别表示被0，1，2…i层分子所覆盖
的面积，如下图所示：
多分子层吸附示意图
则，S0=3个位置 S1=3个，S2=2个，S3=1个，S4=0个，S5=1个。
四、吸附等温方程式
达到平衡时，各种分子层覆盖的面积保持一定。例如，从空白 面积S0来看，吸附到S0上的速度要和S1层脱附的速度相等，在这种
p 2VL cos ln p0 rRT
pr，p0 ——与弯月液面、平液面平衡的蒸气压；VL ——液体的摩尔体积；
——液体的表面张力；
——润湿角(接触角)。
五、毛细凝聚现象
但是不管是否发生毛细凝聚，固体表面与蒸气共存时，
表面总会因吸附蒸气而形成吸附膜，在毛细孔壁上也一样，
也就是说，毛细凝聚是发生在吸附膜这个基础上的，据此 上式应修正为：
bet物理吸附原理
bet物理吸附原理Bet物理吸附1. 什么是物理吸附？物理吸附是一种气体分子与固体表面通过静电力或凡尔华力相互作用，从而在固体表面附着的现象。
物理吸附是一种较弱的相互作用力，分子可以通过碰撞与表面交换。
相对于化学吸附而言，物理吸附不涉及化学反应。
2. 物理吸附的原理物理吸附的主要原理是分子与固体表面之间的范德华力相互作用。
分子与固体表面靠近时，由于电子云的极化效应，分子和固体表面之间会产生一种引力，这种引力即为范德华力。
范德华力与分子间距的倒数成反比，随着分子与表面的距离减小，范德华力会增大。
3. Bet理论Bet理论是对物理吸附的一种描述模型，由瑞士科学家Stephen Brunauer、Paul Emmett和Edward Teller提出。
该理论基于以下假设：- 吸附层中的各个吸附位点相互独立，不存在相互作用； - 吸附分子与吸附层之间的作用力是物理吸附力。
根据Bet理论，物理吸附的吸附量与压力之间存在着一种关系，即吸附等温线。
Bet等温线由两条线段组成：低压段和高压段。
- 低压段：吸附层中的吸附位点逐渐饱和，吸附量逐渐增加，但增加速率递减； - 高压段：吸附层已达到饱和，继续增加压力不会显著增加吸附量。
4. Bet物理吸附的应用Bet物理吸附广泛应用于材料科学、化学工程和制药工业等领域。
其中包括但不限于以下应用： - 表面积测量：通过测量吸附等温线，可以计算物质的比表面积； - 孔隙结构表征：根据低压段的吸附等温线斜率，可以推断材料孔隙的大小和分布； - 活性物质测定：利用物质在固体表面的物理吸附行为，可以测定活性物质的含量。
总结物理吸附是一种分子与固体表面相互作用的现象，其原理是通过范德华力实现的。
Bet理论对物理吸附进行了描述，并在材料科学和化学工程等领域有重要应用。
通过测量吸附等温线，我们可以了解物质的表面积、孔隙结构和活性物质含量等信息。
BET讲解
物理吸附有以下特点：①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近；②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大；③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脱附速率都较快；任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附，没有选择性；④物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;⑤被吸附分子的结构变化不大,不形成新的化学键，故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现，但可有位移；⑥物理吸附是可逆的；⑦固体自溶液中的吸附多数是物理吸附。
与物理吸附相比，化学吸附主要有以下特点：①吸附所涉及的力与化学键力相当，比范德华力强得多。
②吸附热近似等于反应热。
③吸附是单分子层的。
因此可用朗缪尔等温式描述，有时也可用弗罗因德利希公式描述。
④有选择性。
⑤对温度和压力具有不可逆性。
另外，化学吸附还常常需要活化能。
确定一种吸附是否是化学吸附，主要根据吸附热和不可逆性。
吸附等温线随着实验数据的积累，人们从所测得的各种等温线中总结出吸附等温线大致有如下几种类型（图1-1中纵坐标代表吸附量，横坐标为相对压力p/p0，p0代表该温度下被吸附物质的饱和蒸气压，p是吸附平衡时的压力）Ⅰ型等温线是典型的微孔固体的吸附，它以一个平台为特征，在较低相对压力时吸附量迅速增加，然后趋于恒定的数值。
极限吸附量有时表示单分子层饱和吸附量，对于微孔吸附剂可能是将微孔填充满的量。
化学吸附即属于此类。
Ⅱ型等温线是属于非孔固体的，是发生多分子层吸附的结果，并且吸附层数可以认为不受限制。
它的特征是起始段的曲线斜率较大，然后由大变小，没有滞后环。
Ⅲ型和Ⅴ型等温线是由于吸附剂和吸附质相互作用非常弱而产生的，它们不具有分析表面积和孔结构的价值，其特征为从原点开始向相对压力增大的方向即向上弯曲。
Ⅲ型等温线向上弯曲的趋势一致保持不变，而Ⅴ型等温线则在相当高的相对压力下（经常在0.5以后）有一个拐点Ⅳ型等温线可以分为两个区，即低压区和高压区。
BET的原理及使用方法解读
1. 吸附
气体与清洁固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高 于气相，这种现象称吸附（adsorption）。吸附气体的固 体物质称为吸附剂（adsorbent）；被吸附的气体称为吸 附质（adsorptive）；吸附质在表面吸附以后的状态称为 吸附态。 吸附可分为物理吸附和化学吸附。 化学吸附：被吸附的气体分子与固体之间以化学键力结合， 并对它们的性质有一定影响的强吸附。 物理吸附：被吸附的气体分子与固体之间以较弱的范德华 力结合，而不影响它们各自特性的吸附。
第一段：先形成单层吸附，拐点B指示单分子层饱和吸附量 第二段：开始多层吸附 第三段：毛细凝聚，其中，滞后环的始点，表示最小毛细孔开 始凝聚；滞后环的终点， 表示最大的孔被凝聚液充满； 滞后 环以后出现平台，表示整个体系被凝聚液充满，吸附量不再增 加，这也意味着体系中的孔是有一定上限的。
Ⅴ型等温线(墨水瓶型)
5.活性表面积的测定
BET法测定的是吸附剂总表面积，而通常是其中的一部分才有活性，这部分叫活性表面，可采 用“选择性化学吸附”方法测定活性表面的面积，如表面氢氧滴定方法。 许多高比表面积的吸附状是孔状的，对于这样的物质经常要区分外表面和内表面。外表面是指 独立颗粒或结块的外 围面积。但因为在原子尺度上，固体的表面很少是光滑的，因此要准确定义 是有困难的。一般约定为：外表面包括所有突出物以及那些宽度大于深度的裂缝的表面。 内表面 为所有深度大于宽度的裂缝、孔、洞的 壁。
较少见，且难以解释，虽然反映了吸附剂与吸附质之间 作用微弱的Ⅲ型等温线特点，但在高压区又表现出有孔充填。 有时在较高P/P0区也存在毛细管凝聚和滞后环。
Ⅵ型等温线 又称阶梯型等温线。是一种特殊类型的等温线，反映的是固 体均匀表面上谐式多层吸附的结果（如氪在某些清净的金属表 面上的吸附）。实际上固体的表面，尤其是催化剂表面，大都 是不均匀的，因此很难遇到此情况。 等温线的形状密切联系着吸附质和吸附剂的本性，因此对等 温线的研究可以获取有关吸附剂和吸附质性质的信息。例如： 由Ⅱ或Ⅳ型等温线可计算固体比表面积；Ⅳ型等温线是中等孔 （孔宽在2－50nm间）的特征表现，同时具有拐点B和滞后环， 因而被用于中等范围孔的孔分布计算。
bet等温式属于五种吸附等温线中的类型
在研究物理化学领域时，我们经常会遇到各种吸附等温线类型的分类。
其中，bet等温式作为五种吸附等温线中的一种类型，具有其独特的特点和应用。
本文将深入探讨bet等温式的定义、特性和应用，并从不同角度进行全面评估，以便更好地理解这一主题。
一、bet等温式的定义bet等温式是由布鲁诺·保罗·贝特在1938年提出的吸附等温线类型之一。
它描述的是气体或液体在固体表面上的吸附情况，通常用来研究大面积吸附体系。
bet等温式的基本假设是固体表面上存在两种吸附位点，即吸附作用较弱的类型Ⅰ位点和吸附作用较强的类型Ⅱ位点。
根据这一假设，bet等温式能够较好地描述气体或液体在固体表面上的吸附行为。
二、bet等温式的特性1. 双层吸附：bet等温式假设固体表面上存在两种吸附位点，这导致了双层吸附的现象。
在低覆盖度下，气体或液体分子首先吸附在类型Ⅰ位点，形成单层吸附层；随着覆盖度的增加，分子继续吸附在类型Ⅱ位点，形成第二层吸附层。
这种双层吸附的特性是bet等温式的重要特点之一。
2. 吸附热：bet等温式可以通过吸附热来描述吸附过程中的能量变化。
根据bet等温式的理论，吸附热随着覆盖度的增加而减小，这与吸附类型Ⅰ位点和Ⅱ位点的吸附能力有关。
这种特性在实际应用中具有一定的意义，可以帮助我们更好地理解和控制吸附过程。
3. 吸附平衡：bet等温式还可以描述气体或液体在固体表面上的吸附平衡状态。
通过研究吸附等温线，我们可以了解吸附系统在不同温度、压力下的平衡状态，从而为工业生产和环境保护提供重要的参考依据。
三、bet等温式的应用1. 气体吸附分离：利用bet等温式的双层吸附特性，可以设计并优化气体吸附分离过程。
在石油化工行业中，通过合理选择吸附剂和操作条件，可以实现二氧化碳和甲烷等气体的有效分离和提纯。
2. 表面积测定：bet等温式广泛应用于固体材料的比表面积测定。
通过建立吸附等温线模型，可以准确地计算固体材料的比表面积，为材料表征和性能评价提供重要依据。
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bet物理吸附
“bet物理吸附”是指一种吸附技术，通过使用高表面积的材料来吸附气体或溶液中的不同成分。
这种吸附材料通常被称为“bet表面”，是由微孔、介孔和大孔等不同大小的孔隙组成的。
在这篇文章中，我们将会详细介绍bet物理吸附技术的原理、应用和优缺点。
1. 原理
Bet吸附法是1938年由Brunauer、Emmett和Teller发明的，因而得名。
它是基于气体或溶液分子吸附在表面上的原理。
Bet式吸附分析主要分为以下几个步骤：
①样品制备：将样品研磨成粉末并脱气，去除样品中的所有水和气体，以免干扰吸附和解吸。
②吸附：将脱气后的样品在不同相对压力下，暴露在吸附剂的表面上。
吸附过程中，样品中的成分会通过物理相互作用与吸附剂表面发生相互作用。
③解吸：减小样品的相对饱和蒸汽压力，使样品中的吸附分子从吸附剂表面解离并返回原溶液或气体相中。
④分析：通过比较溶液或气体中吸附分子的浓度，计算出吸附剂表面的孔隙大小、孔隙体积、孔径分布等信息。
2. 应用
Bet吸附法具有广泛的应用领域，如化学、环境、材料科学、能源和地质学等。
下面是一些具体应用的例子：
①催化剂表征：bet技术可以用于评估催化剂中的孔隙大小与分布，从而优化催化剂的性能。
②环境分析：bet技术可以评估土壤、吸附剂或垃圾填埋场中污染物的分布情况。
③纳米材料研究： bet技术可用于确定有机和无机纳米材料中的比表面积、孔隙度和孔隙大小。
④制药工程：bet技术可用于评估制药剂量形式中的粒子形态和
孔隙度，以便优化制药剂量的性能。
⑤燃料储存：bet技术可用于评估各种不同材料在吸附燃料储存和释放上的性能。
3. 优缺点
bet技术具有优点和缺点，如下所示：
优点：
①非常灵敏，可以检测很小的孔隙大小和孔隙体积。
②可以用于计算各种孔隙分布参数，包括孔隙总体积、孔隙直径分布和孔隙壁厚度等。
③可用于孔隙大小范围从微米到亚纳米的一系列材料。
④简单易操作，并且实验时间较短。
缺点：
①对样品的物理和化学性质非常敏感，可能会对吸附峰产生干扰。
②仅限于“物理吸附”，无法检测化学吸附。
③需要大量的表面积，因此评估大块材料可能会非常昂贵或困难。
④需要对数据进行外推或插补，以补充数据点，这可能会导致较大的误差。
总之，“bet物理吸附”是一种广泛应用于多个领域的技术，可以评估样品表面的孔隙特征，得出不同孔隙大小以及孔隙分布等相关参数。
本文从其原理、应用和优缺点三个方面阐述了此技术的基础，希望对相关研究者提供帮助。