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为什么活性炭具有很强的吸附性?

YUEDUCISHU:1579    FABUSHIJIAN:2018/8/1 14:57:39

*, 孔隙具有吸附势, 靠碳分子与被吸附分子的引力 (主要是范德瓦斯力) 而形成的,孔径越小,吸附势越强。

第二,分子运动理论

第三,碰撞分子的直径与 活性炭孔隙直径要匹配,若分子直径大于孔隙直径,则分子碰活性炭时,进不了孔隙而被弹回到空中;若 分子直径远小于孔隙直径,则分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出来,孔径越大,跑出来的概率也越大, 使吸附率越小;当分子直径略小于孔径时,分子碰到孔以后难于跑出来,即被吸附了。被吸附的分子数量多,表明其吸附能力越强。

活性炭在结构上有两大特点:

一是内部与表面孔隙发达。由孔隙直径大小分为三类:大孔(φ≥50nm) ,约占 总孔容积的10~30%;微孔(φ≤2nm)约占总孔容积的60~90%;中孔又称过渡孔(2nm≤φ≤50nm) ,约 占总孔容积的5~7%。孔隙平均直径约为1.5nm。

二是比表面积大。即1克活性炭粒子的表面积与所有孔隙 面积的总和,一般活性炭为500M2/g 至1500㎡/g,国外的超级活性炭可达3000㎡/g(约为足球场面积) 。 孔隙结构越发达比表面积越大,其吸附功能越强。 附几种有气体分子直径: 由以上数据可知, 只有孔隙直径大于0.45nm 而小于2.0nm 的微孔才能吸附有毒有害气体, 而正好活性炭的 这些微孔占总孔数的90%以上,所以对吸附这些有毒有害气体的效果而言,活性炭是*理想的

贝士德仪器作为国内知名的物理吸附研发厂家,研制出了专门应用于活性炭比表面及孔径分析的设备;该设备配备了*基本的双套真空泵组,保证仪器分析和测试相互独立,另标配了涡轮分子泵来提升分析位的真空度,大大的提升了仪器测试微孔的能力;此设备还配备了双气体净化冷阱,保证测试精度的同时又提升了阀门及真空泵组的使用寿命,从而增强了产品的稳定性,提升了仪器的品质。(如下图)

 

微孔活性炭比表面及孔径测量仪测试原理

在低温(液氮浴)条件下,向样品管内通入一定量的吸附质气体(N2),通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压,通过气体状态方程得到该分压点的吸附量;

通过逐渐投入吸附质气体增大吸附平衡压力,得到吸附等温线;通过逐渐抽出吸附质气体降低吸附平衡压力,得到脱附等温线;相对动态法,无需载气(He),无需液氮杯反复升降;

由于待测样品是在固定容积的样品管中,吸附质相对动态法不流动,故叫静态容量法;

以比表面积1m2/g的样品为例,该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml,在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml;样品管装样部分的剩余体积(也就是背景体积)约在3-5ml左右,要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到2%以内,可以算出要求压力传感器的精度要达到0.02%以上;但进口*的压力传感器的精度只有0.1%,而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%,也就是说目前*精度的压力传感器,即使温度场理想测定,液氮面理想恒定,环境温度理想准确条件下,对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml,即不确定度达到10%;若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品,其准确度就可想而知了。但对于中大比表面样品,一般吸附量不会那么微小,静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题;

 

微孔活性炭比表面及孔径测量仪属于研究级仪器,可测试材料的比表面积、总孔容、全自动氮吸附仪和吸附脱附数据,尤其可对微孔材料的全自动氮吸附仪给出更准确测试结果,适用于对研发、实验要求极高的科研单位和企业用户。                       

 

微孔活性炭比表面及孔径测量仪适用标准

1. GB.T 5816-1995催化剂和吸附剂表面积测定法

2. GB.T 7702.21-1997煤质颗粒活性炭试验方法比表面积的测定

3. GB.T 10722-2003炭黑_总表面积和外表面积的测定氮吸附法

4. GB.T 11847-89二氧化铀粉末比表面积测定多点BET

5. GB.T 13390-1992 金属粉末比表面积的测定 氮吸收法(含动态)

6. GB.T 19587-2004气体吸附BET法测定固态物质比表面积(含动态)

7. GB.T 20170.2-2006稀土金属及其化合物物理性能测试方法 稀土化合物比表面积的测定

8. GB.T 21650.3-2011/ISO 15901-3: 2007压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第3部 分:气体吸附法分析微孔

9. GB.T 21650.2-2008/ISO 15901-2: 2006压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第2部分 气体吸附法分析介孔和大孔

10. SY/T 6154-1995 岩石比表面和孔径分布测定 静态氮吸附容量法

11. HG/T 2347.8-1992 γ-Fe2O3磁粉比表面积的测定

 

微孔活性炭比表面及孔径测量仪分析方法

 ◆  吸附、脱附等温线;

◆  BET单点法,多点法比表面;

◆  朗格缪尔(Langmuir)比表面;

◆   统计吸附层厚度法外比表面(STSA);

◆  粒度估算报告和真密度;

◆  BJH法吸脱附孔容孔径分布;

◆  MK-plate法(平行板模型)孔容孔径分布;

◆  t-plot法微孔分析;

◆  MP(Brunauer) 微孔分析;

◆  D-R法微孔分析;

◆  HK法微孔分析;

 

微孔活性炭比表面及孔径测量仪公司介绍

贝士德仪器科技(北京)有限公司是国内*早从事气体吸附、表面物性类分析仪制造商,集仪器研发、生产、销、技术支持,售后服务为一体的科技类生产型企业;是北京中关村科技园认定的高新技术企业,是国内气体吸附行业的领导者。

贝士德仪器下设北京贝士德分析仪器研究院,拥有专业的技术团队,累计获得25项用于提高仪器准确度和稳定性的实用性专利技术,不断推进国内气体吸附技术的进步,为国内专利拥有量*,国内同行业中拥有*强的研发团队、不间断的技术突破,为国内气体吸附行业的发展提供了巨大的动力。

2012年在数十万企业中脱颖而出,被科技部和北京市同时评选为科技型中小企业技术创新基金支持企业,为行业双创新基金支持企业。数百万政府专项基金的投入,使企业的发展进入新的阶段,新产品、新技术的不断突破使企业稳稳占据国内气体吸附行业的领导地位。

拥有近千家用户的成功案例,其中包括众多高等院校、科研机构和著名企业,多年来仪器销量遥遥*,是国内*早被应用在海关、造币、质检等国家重点单位的分析仪器,出口多个国家,连续5年全国同类仪器销售量*,用户的数量及质量体现并认证了贝士德仪器的性能优于国内同类产品。

多年以来一直承担中科院理化所、化学所、过程所、北航、北理工等科研单位的的部分物性测试工作并受到信赖和好评。仪器*的技术和稳定的性能及良好的售后服务,使得我们产品在客户中享有很高的声誉和信任。

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