比表面

　　定義
　　比表面是比表面積的簡稱。根據(jù)實際需要，比表面積分為內(nèi)比表面積、外比表面積、和總比表面積；通常未注明情況下粉體的比表面積是指單位質(zhì)量粉體顆粒外部表面積和內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的表面積之和，單位m2/g。
　　釋義
　　比表面是比表面積的簡稱。比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積。分外表面積、內(nèi)表面積兩類。單位為米2/克。理想的非孔性物料只具有外表面積，如硅酸鹽水泥、一些粘土礦物粉粒等；有孔和多孔物料具有外表面積和內(nèi)表面積，如石棉纖維、巖（礦）棉、硅藻土等。測定方法有容積吸附法、重量吸附法、流動吸附法、透氣法、氣體附著法等。比表面積是評價催化劑、吸附劑及其他多孔物質(zhì)如石棉、礦棉、硅藻土及粘土類礦物工業(yè)利用的重要指標(biāo)之一。石棉比表面積的大小，對它的熱學(xué)性質(zhì)、吸附能力、化學(xué)穩(wěn)定性、開棉程度等均有明顯的影響。
　　分析測試方法
　　比表面積測定分析有專用的比表面積測試儀，國內(nèi)比較成熟的是動態(tài)氮吸附法，07年后，國內(nèi)靜態(tài)法比表面積及孔徑分析儀也迅速發(fā)展起來。
　　比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由于樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現(xiàn)完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,并且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導(dǎo)致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間.真正完全自動化智能化比表面積測試儀產(chǎn)品,才符合測試儀器行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn),同類國際產(chǎn)品全部是完全自動化的,人工操作的儀器國外早已經(jīng)淘汰.真正完全自動化智能化比表面積分析儀產(chǎn)品,將測試人員從重復(fù)的機械式操作中解放出來,大大降低了他們的工作強度,培訓(xùn)簡單,提高了工作效率.真正完全自動化智能化比表面積測定儀產(chǎn)品,大大降低了人為操作導(dǎo)致的誤差,提高測試精度。          
　　比表面測試方法根據(jù)測試思路不同分為吸附法、透氣法和其它方法，透氣法是將待測粉體填裝在透氣管內(nèi)震實到一定堆積密度，根據(jù)透氣速率不同來確定粉體比表面積大小，比表面測試范圍小，精度低；其它比表面積測試方法有粒度估算法、顯微鏡觀測估算法，已很少使用；其中吸附法比較常用且精度相對其它方法較高；
　　吸附法的思路就是讓一種吸附質(zhì)分子吸附在待測粉末樣品（吸附劑）表面，根據(jù)吸附量的多少來評價待測粉末樣品的比表面大小。根據(jù)吸附質(zhì)的不同，吸附法有低溫氮吸附法、吸碘法和吸附其它分子等方法；較早使用的是后面吸碘法與其它大分子等方法，這幾種方法在不同行業(yè)內(nèi)被使用了較長時間；但由于吸碘法中使用的碘分子直徑很大，不能進入許多小孔，測得的比表面積不完全，另外碘分子活性較高，對不少粉體不能適用，局限較大；壓汞法，主要用來測試大孔孔徑分布，使用的吸附質(zhì)--汞有毒，比表面測試的精度低，很少使用了，在此不詳述了。吸附其它氣體分子的方法使用也極少。使用最廣的為以氮分子作為吸附質(zhì)的氮吸附法；氮吸附法由于需要在液氮溫度下進行吸附，又叫低溫氮吸附法，這種方法中使用的吸附質(zhì)--氮分子性質(zhì)穩(wěn)定、分子直徑小、安全無毒、來源廣泛，是理想的且是目前主要的吸附法比表面測試吸附質(zhì)。
　　氮吸附法根據(jù)吸附過程和吸附質(zhì)確定方式的不同又分為動態(tài)法和靜態(tài)法。
　　動態(tài)色譜法是將待測粉體樣品裝在U型的樣品管內(nèi)，使含有一定比例吸附質(zhì)的混合氣體流過樣品，根據(jù)吸附前后氣體濃度變化來確定被測樣品對吸附質(zhì)分子（N2）的吸附量；
　　靜態(tài)法根據(jù)確定吸附吸附量方法的不同分為重量法和容量法；重量法是根據(jù)吸附前后樣品重量變化來確定被測樣品對吸附質(zhì)分子（N2）的吸附量，由于分辨率低、準(zhǔn)確度差、對設(shè)備要求很高等缺陷已很少使用；容量法是將待測粉體樣品裝在一定體積的一段封閉的試管狀樣品管內(nèi)，向樣品管內(nèi)注入一定壓力的吸附質(zhì)氣體，根據(jù)吸附前后的壓力或重量變化來確定被測樣品對吸附質(zhì)分子（N2）的吸附量；
　　動態(tài)色譜法和靜態(tài)法的目的都是確定吸附質(zhì)氣體的吸附量。吸附質(zhì)氣體的吸附量確定后，就可以由該吸附質(zhì)分子的吸附量來計算待測粉體的比表面或評價其性能。
　　由吸附量來計算比表面的理論很多，如朗格繆爾吸附理論、BET吸附理論、統(tǒng)計吸附層厚度法吸附理論等。朗格繆爾吸附理論為單層吸附理論，適用的面較窄，僅在化學(xué)吸附等很窄的面有使用，對大多數(shù)物理吸附的表征誤差大。其中BET理論在比表面計算方面在大多數(shù)情況下與實際值吻合較好，被比較廣泛的應(yīng)用于比表面測試，通過BET理論計算得到的比表面又叫BET比表面。統(tǒng)計吸附層厚度法主要用于計算外比表面；
　　氮吸附動態(tài)法的比表面積測試方法，分為直接對比法和BET法，直接對比法測試的原理是用已知比表面的標(biāo)準(zhǔn)樣品作為參照，來確定未知待測樣品相對標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸附量，從而通過比例運算求得待測樣品比表面積；國內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現(xiàn)在國內(nèi)也被淘汰了。在比表面積研究和相關(guān)數(shù)據(jù)報告中，只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的，目前國內(nèi)外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法，國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的，請參看我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。
　　特性
　　粉體材料越細，表面不光滑程度越高，其比表面積越大。由于納米材料細度很高，一般具有比較大的比表面積；吸附劑催化劑炭黑等材料的效能與比表面積關(guān)系密切，一定效能需要一定范圍的比表面要求；但并不是比表面積越大，就粉體質(zhì)量越好。例如在要求粉體球形度的情況下，粒度相當(dāng)?shù)姆垠w材料，比表面越大，球形程度就越差。比表面積和粒徑（粒徑一般用中位徑或目數(shù)來表示）是兩個概念，沒有必然聯(lián)系，同樣目數(shù)的兩個產(chǎn)品不等于他們擁有相同的比表面積，也依賴與其表面光滑程度和孔結(jié)構(gòu)。