1、中华人民共和国国家标准化学试剂色谱载体比表面积的测定方法Chemical reagents Determination of specific surface area of solid supports used in chromatography 本标准适用于色谱载体比表面积的测定。本方法测定范围为0.5lOOOm2/go 1 基本原理UDC 543.544 .25 - 42 GB 2922-82 本方法是基于BET的多层吸附原理采用连续流动气相色谱法测定比表面积。BET等温方程式如下E1 PN,/ P0 Va(l PN,/Po) Vm C + 式中EPN，一一吸附质的平衡压力，mmHg,
2、Po一一吸附质的饱和蒸汽压力，mmHg,v.一一吸附剂的吸附量，时，Vm一单分子层的气体吸附量，时，C一BET方程式的常数。c-1 Vm C PN. -=- Po ( 1 ) BET方程式适用于0.050.35相对压力（PN,/Po）范围内。在此范围内选撵3或4点，由实PN,/ Po 验得到的吸附量（Va）与其相对应的吸附量，根据BET方程式以对PN,/P。作Va (1 PN,/ Po) c-1 1 图，将得到一条直线，其斜率为一一一一一一，截距为b；一一一一一，由斜率和截距可以求得单分VmC VmC 于层饱和吸附量（Vm),Vm ；，然后根据每一个被吸附分子在吸附表面上所占有的面积即a 可算
3、出每克样品所具有的比表面积。2 仪器测定比表面积的仪器装置流程示意图如下g国家标准总局198203 03发布1983-02 01实施123 11 e N, 一j A, GB 2922 82 I, J D, E, I, c, JJ, F K G, G, A1、A，一稳压阀，81、B，一压刀表，c：、c，一可调气阻，D1、D，一兰通阀，E1,E2一混合器，F冷阱，Gi.G2杜瓦瓶，H一保温层，11、I，一螺旋管，J一热导池，K样品管，L一皂膜流量讨，M一六通阀，N已知休积量管适用于本方法的仪器应符合下列指标z2. I 热导检测器2. I . I 灵敏度 N M 在仪器1：作稳定的条件下，以氧气为载
4、气，以苯为试样，三次派If得仪器的灵敏度平均值大于IOOOm V ml /mg 。2. 1.2 基线稳定性以氮气为载气，桥路电流在2oomA，衰减在1档，经30min基线漂移不大于O.JmV，噪声不大于0.05m V。2.2稳压阀载气或吸附质气体在实验操作中的流量波动不大于1%。2.3 混合器本仪器的前混合器的容积不得小于2oml，后混合器司采用长为250mm、内径为Omm的不锈钢直管。3 测定称取适量干燥仔的样品，置于样品管中，接人气赂，在冷阱处套上盛有液氮的杜瓦瓶。热导检测器的桥流控制在！40mA。用皂膜流量计视I佳载气氨（或氢）的流速，然后加人一定量的吸附质（氮），并测出混合气总流速。待
5、基线稳定后，将盛满液氮的杜瓦瓶套于样品管上，这时记录仪上便出现一个吸附峰，吸附达到平衡后记录笔回到基线），取T液氮杜瓦瓶，用室温水加速脱附，记录仪上便出现脱附峰，脱附峰面积作为计算依据。注意g每哩测定时，奋T样品臂的杜瓦瓶要保持相同的液氮面。载气（氮或氢）和吸附质（氮）的纯度要求为99.9 %。4 计算对峰面积的测量采用峰高乘半高峰宽的方法，测量rj1采用精度大于o.02mm的读数显微镜或用同军梢度的莫它工具读数。对吸附最的计算可用外标法和仪器常数法两种。4. 1 外标法124 GB 2922-82 外标法是在上述方法测得样品的脱附峰后再进一次已知体积量管的纯氮，这时记录仪上出现的峰为标准峰。
6、用外标法计算吸附量的公式为zV V, , 273Pa a = ；一/fa一一一.( 2 ) A, 760T 式中：v.标准状态的吸附量，ml;V，一巳知体积的氮量，时，A, 一已知体积氮量的峰面积，mm2;Aa脱附峰面积，mm21Pa实验条件下的大气压，mmHg1T一一实检条件下的室温，。Ko4.2 仪器常数法在仪器的电路参数保持不变的情况下，峰面积与峰面积相应的气体量以及载气流速之间的函数是一个常数。仪器常数K(min/mm勺的计算公式为2K- aV, - A, Re 式中z氮在混合气中的分压与大气压之比，v，一一所用屋管的已知体积，ml;273Pa 760T A，与所用量管的已知体积v，相
7、应的峰面积，mm21Re载气流速，ml/min;P.实验条件下的大气压，mmHg;T一实验条件下的室温，。K。注意仪器常数K值测试的条件和实验的条件必须一致。用仪器常数法计算吸附量的公式为2( 3 ) Va=KRtAa .( 4 ) 式中zK 仪器常数，min/mm21R，一混合气，总流速，ml/min1A一一脱附峰面帜，mm21v.标准状态的吸附量，ml。在BET方程式适用的相对压力范围内，选挥3或4点，测出相对应的标准状态的吸附量v.值，按测定原理即可求出单分f层的气体吸附量Vm。以惰性气体氮为吸附质的比表面积计算公式为2Sa=4.36字，（5 ) 式rp,Sa比表面积，m饵，w一样品重量
8、，EI m一一单分F层的气体吸附量，ml0 5 精密度和准确度牛二方法的精密度在5%以内，与BET容量法对照其准确度在土5%以内。125 GB 292:2-82 附录A称样量和比表面积的关系（参考件）一般认为样品量应使得氯气的吸附量在5ml左右为宜，所以比表面积大的样品应少称些样，而比表面积小的，应多取些样。但是样品的比表面积从小到大，有一万倍的变化，所以对小于10m I g 的比表面积样品，除了多称样品外，吸附量只得相应地减少。现将估计的样品称量和样品比表面积的关系表示于下图，以作参考之用a200-0 1000 样500 晶300 称量100 mg 30 20 10 5 10 50 100
9、500 10。2000 估计样品比衰面Illm /g 126 GB 2922-82 附录B样晶管和称量的关系（参考件装填样品时，罔体样品放于U形玻璃管的底部，样品的最上部和样品管壁要留有空隙以免产生阻力。为减少取样无代表性和不均一的误差，尽可能地提高称样量。为减少称最误差必须采用万分之一的天平称样。根据样品的比表面积大小应选捶不同体积的样品管。小比表团狈的样品应采用大体积样品管来增大称样量，但是考虑到脱附时，反峰的影响，所以死体积应尽量小。样品管在不被样品堵死的情况下，要尽量小些，现将一般采用的大体积样品管列于下图。40 , ” 55 127 GB 2922-82 附录C冷阱管的要求（补充件）在测定小比表面积时，除加大混合器保证平衡气混合均匀外，还不能忽视冷阱的作用。本方法对载气和吸附质气体的纯度要求主要依靠冷阱来达到净化目的，所以在整个测试过程中冷阱管都要浸在盛满液氮的杜瓦瓶内。当添加液氮时，由于温度变化而引起流速波动，这样容易吹走样品，且流速稳定时间长，所以在添加液氮时，冷阱管不要全部脱离液氮杜瓦瓶。附加说明2本标准由中华人民共和国化学工业部提出，北京化学试剂总厂技术归口。本标准由吉林化学工业公司研究院和上海化学试剂研究所负责起草。本标准主要起草人郑荆腕、孙锦木。128
