Xác định diện tích bề mặt riêng của vật liệu xốp silica bằng phương pháp BET (đường đẳng nhiệt hấp phụ loại IV)

1/ Giới thiệu về phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt

Diện tích bề mặt riêng (diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng) của một vật liệu sẽ tăng lên khi có mặt các lỗ rỗng trong lòng vật liệu hoặc khi chúng ta giảm kích thước của vật liệu

Diện tích bề mặt riêng có thể được xác định bằng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo lý thuyết BET (Brunauer-Emmett-Teller Theory: multimolecular layer adsorption theory) dựa trên ba giả thiết.

2/ Đường đẳng nhiệt loại II và IV

Đường đẳng nhiệt hấp phụ Loại II và IV đi theo đường thẳng trong phương trình BET (Phương trình 1) trong phạm vi p/p₀ = 0,05-0,3 (phạm vi áp suất tương đối cho hấp phụ đơn lớp). Tính toán được hằng số C và đại lượng hấp phụ đơn lớp (V_m) từ độ dốc và điểm cắt trên trục tung của đồ thị BET. Lượng phân tử đơn lớp bị hấp phụ (cm³ (STP) g^-1) được biểu thị bằng thể tích phân tử khí cần thiết để bao phủ tất cả các bề mặt rắn, tại điều kiện tiêu chuẩn (273.15 K. 100kPa). Diện tích bề mặt riêng của vật liệu S_BET được tính bằng diện tích mặt cắt ngang của các phân tử chất hấp phụ trên bề mặt vật liệu khi quy đổi ra lượng phân tử khí (Công thức 2). Tiết diện hấp phụ phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu và chất hấp phụ và vào nhiệt độ hấp phụ. Con số σ= 0,162 nm² thường được sử dụng cho các phân tử N₂.

Đường giải hấp đẳng nhiệt N₂ tại 77,4 K (Hình 1) của Develosil100 được xếp vào loại số IV và cho thấy đây là một cấu trúc vật liệu vi mao quản trung bình mesopores.

Từ đường hấp phụ đẳng nhiệt này, đồ thị BET (Hình 2) có thể tính toán được diện tích bề mặt riêng Develosil100 là 296 m²/g.

Tìm hiểu thêm về sản phẩm sản phẩm hấp phụ khí của Microtrac: tại đây.