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氮气分压与孔直径,比表面与单层N2分子吸附量,理想模型粒径与比表面,材料水份对比表面积－－对照表

点击次数：374 发布时间：2011/8/11 14:50:30

氮气分压与孔直径对照表

----贝士德仪器

	P/P0	孔直径d /nm		P/P0	孔直径d /nm
大孔段	0.998	968.7	介孔段	0.700	7.02
	0.997	648.2		0.650	5.96
	0.996	487.7		0.600	5.16
	0.995	391.3		0.550	4.52
	0.994	326.9		0.500	4.00
	0.993	280.8		0.450	3.56
	0.992	246.2		0.400	3.18
	0.991	219.3		0.350	2.86
	0.990	197.7		0.300	2.56
	0.980	100.3		0.250	2.30
	0.970	67.5	微孔段	0.200	2.05
介孔段	0.960	51.0		0.15	1.81
	0.950	41.1		0.100	1.56
	0.940	34.4		0.050	1.29
	0.930	29.6		0.010	0.96
	0.920	26.0		0.001	0.73
	0.910	23.2		0.0001	0.61
	0.900	21.0		1*10^-5	0.53
	0.850	14.1		1*10^-6	0.47
	0.800	10.6		1*10^-7	0.43
	0.750	8.47		1*10^-8	0.40

----以上数据由开尔文方程计算

根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，孔径小于2nm的称为微孔；孔径在2到50nm之间的称为介孔；孔径大于50nm的称为大孔。

注：对于微孔段中的0.35-0.53nm段的孔径有特殊要求的材料，其分析仪器需同时具备三个条件：

a、备配涡轮分子泵（提高初始真空度）；

b、针对高真空段压力测试的非力学应变式如电离式等高真空压力测试装置（提高高真空段压力测试精度。所有如扩散硅、电容式等以力学应变为信号来源的传感器对于十万分之一P/P0即绝压1Pa以下的压力不适用）；

c、超大通径管路（缩短达到高真空的抽气时间，提高抽气速率，否则配分子泵无效）；

三个条件缺一不可，否则只能测得该段的孔体积，而不能得到具体分布状态。

比表面与单层N₂分子吸附量对照表

比表面 m²/g	单层吸附量/ml/g
比表面 m²/g	标况下	液氮温度下
0.1	0.023	0.006
0.5	0.115	0.030
1	0.23	0.059
5	1.15	0.297
10	2.3	0.594
50	11.5	2.97
100	23	5.94
500	115	29.7
1000	230	59.4
2000	460	118.9
3000	690	178.3

对于氮气做吸附质： S=V_m*4.36

其中： S：比表面，单位m²/g； V_m：标况下的单层吸附量，单位ml/g；

理想模型粒径与比表面对照表

粒径/m	比表面/m²/g
粒径/m	球形模型的直径	立方体模型的体对角线长	长与直径比为10：1的圆柱针形模型的长度		长宽厚比为1：1：0.1的薄片模型的面对角线
1mm	0.006	0.010	0.048	0.034
0.5mm	0.012	0.021	0.096	0.068
0.1mm	0.06	0.10	0.48	0.34
50um	0.12	0.21	0.96	0.68
10um	0.6	1.0	4.8	3.4
5um	1.2	2.1	9.6	6.8
1um	6	10	48	34
0.5um	12	21	96	68
100nm	60	104	480	339
50nm	120	208	960	679
10nm	600	1040	4800	3394
5nm	1200	2080	9600	6787
2nm	3000	5200	24000	16968
1nm	6000	10400	48000	33936
备注：以上结果假设材料真实密度为1g/ml，一般有机材料以0.5g/ml-1g/ml左右居多，无机材料以1g/ml-3g/ml左右居多，金属材料以3g/ml-8g/ml居多。其相应比表面为表中对应数值乘以其密度相对1的倍数。球形模型比表面计算公式： S = 6 *ρ/ d S：比表面，单位 m²/g；d：直径，单位：um； ρ：密度，单位g/ml；其它模型由于粒径表示方式不统一，公式未列出；

筛孔目数与粒径换算

目(mesh)是指1 inch(2.54cm)筛网上的空眼数目。 1目就是指每平方英吋上的孔眼是1个。除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。下表为我国通常使用的筛网目数与粒径对照表：
目数(mesh)	微米(μm)	目数(mesh)	微米(μm)	目数(mesh)	微米(μm)
2	8000	42	355	180	80
3	6700	45	325	200	75
4	4750	48	300	230	62
5	4000	50	270	240	61
6	3350	60	250	250	58
7	2800	65	230	270	53
8	2360	70	212	300	48
10	1700	80	180	325	45
12	1400	90	160	400	38
14	1180	100	150	500	25
16	1000	115	125	600	23
18	880	120	120	800	18
20	830	125	115	1000	13
24	700	130	113	1340	10
28	600	140	109	2000	6.5
30	550	150	106	5000	2.6
32	500	160	96	8000	1.6
35	425	170	90	10000	1.3
40	380	175	86

注：本表为摘录自网络；

材料水份对比表面积影响比表面测试所使用的高纯氮气和高纯氦气纯度一般为99.99%到99.999%，其中0.001%-0.01%的杂质气体(主要为水分等高沸点易吸附气体)在低温吸附时会首先被吸附,从而对吸附氮气量造成影响；如30ml/min的流速中120min内停留在粉末表面的水的量为 0.14ml（标况下的体积），而对于500mg比表面积为1m²/g的材料，在其表面形成水的单分子层吸附所需要的水蒸汽的量为：0.069 ml（标况），与实际停留在粉末表面的水量相当，材料表面已经被水分饱和；如不处理，测试结果将不可能准确。冷阱是消除微量高沸点气体杂质的唯一途径；冷阱可使本会被样品吸附的水份等高沸点杂质提前被冷阱捕获，使得经过净化后的高纯氮和高纯氦气体中的水分含量低于10^-17Pa，达到超高纯气体状态；
水分子直径4*10^-10 m		每克水分子平铺面积 6680 m²
氮分子直径3.6*10^-10 m		每克氮分子平铺面积 3483 m²

比表面积m²/g	1	5	10	50
材料含水百分量	水分子所占面积占材料总表面积百分比
1%	6680.00%	1336.00%	668.00%	133.60%
0.5%	3340.00%	668.00%	334.00%	66.80%
0.10%	668.00%	133.60%	66.80%	13.36%
0.05%	334.00%	66.80%	33.40%	6.68%
0.01%	66.80%	13.36%	6.68%	1.34%

比表面积m²/g	100	500	1000	2000
材料含水百分量	水分子所占面积占材料总表面积百分比
1%	66.80%	13.36%	6.68%	3.34%
0.5%	33.40%	6.68%	3.34%	1.67%
0.10%	6.68%	1.34%	0.67%	0.33%
0.05%	3.34%	0.67%	0.33%	0.17%
0.01%	0.67%	0.13%	0.07%	0.03%

注：1、表中的水份是指材料表面吸附的水份；

2、本表主要用来评价微量水分吸附对比表面测试的影响

----贝士德仪器部

水在各种温度下的饱和蒸汽压
温度/℃	蒸汽压/KPa	温度/℃	蒸汽压/KPa	温度/℃	蒸汽压/KPa
-20	0.103	21	2.486	62	21.84
-19	0.113	22	2.644	63	22.85
-18	0.125	23	2.809	64	23.90
-17	0.137	24	2.984	65	25.00
-16	0.150	25	3.168	66	26.14
-15	0.165	26	3.361	67	27.33
-14	0.181	27	3.565	68	28.56
-13	0.198	28	3.780	69	29.82
-12	0.217	29	4.005	70	31.16
-11	0.237	30	4.242	71	32.52
-10	0.259	31	4.493	72	33.94
-9	0.295	32	4.754	73	35.42
-8	0.309	33	5.030	74	36.96
-7	0.338	34	5.319	75	38.54
-6	0.368	35	5.623	76	40.18
-5	0.401	36	5.941	77	41.88
-4	0.437	37	6.275	78	43.64
-3	0.475	38	6.619	79	45.46
-2	0.517	39	6.991	80	47.34
-1	0.562	40	7.375	81	49.29
0	0.610	41	7.778	82	51.31
1	0.657	42	8.199	83	53.41
2	0.705	43	8.639	84	55.57
3	0.759	44	9.100	85	57.81
4	0.813	45	9.583	86	60.11
5	0.872	46	10.086	87	62.49
6	0.935	47	10.612	88	64.94
7	1.001	48	11.160	89	67.47
8	1.073	49	11.735	90	70.10
9	1.148	50	12.333	91	72.81
10	1.228	51	10.559	92	75.59
11	1.312	52	13.612	93	78.47
12	1.403	53	14.292	94	81.45
13	1.497	54	14.999	95	84.51
14	1.599	55	15.732	96	87.67
15	1.705	56	16.505	97	90.94
16	1.817	57	17.305	98	94.30
17	1.937	58	18.145	99	97.75
18	2.064	59	19.011	100	101.32
19	2.197	60	19.918	注：本表摘至网络
20	2.338	61	20.851	注：本表摘至网络

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