比表面属于粉体的一种综合性质,是由单颗粒性质和粉体性质共同决定的。
粉体的比表面是粉末的平均粒度、颗粒形状和颗粒密度的函数,能给人以直观、明确的概念
比表面与粉体的许多物理、化学性质,
如吸附、溶解速度、烧结活性等直接相关
质量比表面积Sw:1g质量的粉体所具有的总表面积, 用m2/g 或 cm2/g表示
体积比表面积Sv:即颗粒总表面积/颗粒总体积,
单位是m2/cm3
比表面是代表粉体粒度的一个单质参数,同平均粒度一样,所以用比表面法测定粉末的平均粒度称为单值法,以与分布法相区别。
1969年会议推荐的比表面积测定方法共有:气体容量吸附法、气体质量吸附法、气体或液体透过法、液体或液相吸附法、润湿热法及尺寸效应法等。通常采用的是吸附法和透过法。
尺寸效应法是根据粉体粒度组成和形状因子计算比表面的一种方法。
气体吸附法:
利用气体在固体表面的物理吸附测定物质比表面积
测量吸附在固体表面上气体单分子层的质量或体积,再由气体分子横截面积计算1g物质的总表面积,即得质量比表面积。
由Lamgmuir吸附等温式计算
V = Vmbp / (1+bp)
可以写成如下形式:
p / V = 1 / Vmb + p / Vm (2-12)
式中,V――当压力为p时被吸附气体的容积;
Vm――全部表面被单分子层覆盖时的气体容积,称饱和吸附量; b――常数
由BET公式计算
一般情况下,气体不是单分子层吸附,而是多分子层吸附。不能采用Lamgmuir吸附等温式,应该用多分子层吸附BET公式:
或改写为BET二常数式:
式中 p――吸附平衡时的气体压力;
p0――吸附气体的饱和蒸汽压;
V――被吸附气体的体积;
Vm――固体表面被单分子层气体覆盖所需气体的体积;
C――常数
例如,利用BET装置测得某种炭粉样品在活化前及活化后的Vm值分别为3.4cm3/g及260cm3/g,试求该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)