比表面积PPT.

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水泥比表面积

水泥比表面积的定义和
测量方法
测量水泥比表面积的方法主要有两种：透气法和勃氏法透气法是一种通过测量气体通过水泥颗粒层的压力降来计算比表面积的方法。这种方法需要使用透气性良好的膜片和测量压力降的设备。首先，将水泥样品装入膜片中，然后将膜片置于测量设备上，通过加压使气体通过水泥颗粒层，记录压力降值。根据记录的数据，利用相关公式即可计算出水泥的比表面积勃氏法是一种通过测量水泥颗粒在液体中的沉降速度来计算比表面积的方法。这种方法需要使用勃氏比表面积测定仪。首先，将水泥样品置于测定仪中，记录一定时间间隔内水泥颗粒的沉降距离。根据记录的数据，利用相关公式即可计算出水泥的比表面积
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方面的影响
因此，在水泥生产、选型和使用过程中，比表面积是一个重要的指标
PART 1
水泥比表面积的定义和测量方法
水泥比表面积的定义和测量方法
定义
水泥的比表面积是指每克水泥所拥有的总表面积，单位为平方米/克。这个数值是通过测量一定质量的水泥颗粒在气体介质中的沉降速度，并利用相关公式计算得出的
水泥比表面积对水泥性能的影响 Nhomakorabea对水泥需水量的影响
水泥的比表面积对需水量也有一定的影响。一般来说，比表面积较大的水泥需要更多的水分来满足颗粒之间的水化反应和形成致密的水泥石结构。因此，在相同的条件下，比表面积较大的水泥需要更多的水分才能达到相同的强度。但是，过大的需水量会导致混凝土的流动性降低，从而影响施工性能。因此，在生产和使用过程中，需要根据工程需求选择合适的比表面积值

水泥比表面积的测定

计算公式：
S=
SS T TS
S
温度的影响
(1 s ) 3 s (1 ) s
空隙率的影响
3

密度的影响
4、结果计算：

结果确定：计算精确至1 m2/kg。取两次试验结果的平均值。若两次试验结果相差2%以上时，应重新试验。
比表面积测定记录

物料越细，比表面积越大，颗粒之间的空隙越小，空气透过时阻力就越大，则一定量的空气透过同样厚度的料层时所需的时间就越长；反之时间越短。实验证明：比表面积与一定量的空气透过同样厚度料层所需时间的平方根成正比
三、测定水泥比表面积的步骤

（一）仪器（二）测定步骤

（一）仪器

勃氏（Blaine）透气仪：
2、制备试样：
（1）试样予筛、烘干
（2）确定试样量 W= V1
（3）试料层制备
（1）试样予筛、烘干方孔筛，并在110±5°C的烘干箱内烘干，取出放入干燥器中冷却到室温。
（2）确定试样量
水泥试样的质量，应达到在制备的试料层中空隙率为0.5000.005,所以计算式为： W= V1 其中 W —水泥试样的质量（g） —水泥试样的密度（g/cm³ ） V —试料层体积（cm³ ） —试料层空隙率，对于水泥取0.5000.005
分析天平：分度值为1mg 秒表：精确到0.5s 烘干箱：

勃氏（Blaine）透气仪：
透气圆筒

勃氏透气仪
圆筒穿孔板捣器
压力机抽气装置
（二）测定步骤
仪器校准
制备试样
进行测定

比表面积 2

朗缪尔单分子层吸附等温方程
模型的基本假定：固体表面是均匀的，即各吸附位具有相同的吸附能力；被吸附分子间的作用力可略去不计；属单层吸附，且每个吸附位吸附一个质点；吸附是动态平衡。解吸速率等于吸附速率。朗缪尔吸附等温式
p 1 p v vm K vm
1/30/2015
单分子层吸附等温方程 ——朗格谬尔（Langmuir）等温方程
p 1 p v vm K vm
式中 K为吸附系数； Vm为饱和吸附量； V表示平衡吸附量； P吸附平衡时的压力。用p/v对p作图时是一条直线，其斜率为1/vm，截距为1/(vmK)，由此可以求出单分子层饱和吸附量vm。
BET法测定原理
该法依据气体在固体表面的吸附特性，在一定的压力下，被测样品颗粒（吸附剂）表面在超低温下对气体分子（吸附质）具有可逆物理吸附作用，并对应一定压力存在确定的平衡吸附量。通过测定出该平衡吸附量，利用理论模型来等效求出被测样品的比表面积。
模型假设
吸附作用是吸附和解吸两个相反的过程达到动态平衡的结果。即吸附速率等于解吸速率。固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同。被吸附分子横向之间没有相互作用。已被吸附的分子与碰撞在它们上面的气体分子之间仍可发生吸附，也就是说可以形成多分子层吸附
BET公式
由于每一层上的吸附速率等于脱附速率，因而二层以上各层分子之间作用力相同。所以假定除第一层外，以上各层的吸附热都相等，且等于被吸附气体的凝结热。经推导得出
比表面积计算
比表面积计算方法
Sg为催化剂的比表面积（㎡/ɡ） N为阿伏伽德罗常数（6.02x1023） Am为氮分子等效横截面积， Am=0.162nm2 W为样品重量，g Vm标准状态下氮气分子单层饱和吸附量，cm3 代入数据得到

勃氏法测定比表面积PPT课件

第5页/共32页
五、原因分析
测
机
人
仪器状态差
操作人员技术水平差
视觉影响
操作人员
水柱晃动
气密性、责任心不够
空隙率、
液面高度、
穿孔板透气孔放置不牢靠
未严格按照规章、制度
技能培训不够
温度波动大
测量结
果
电压不稳定
操作规程不完善
检测规程不完善
粉料密度
有误差
标准粉的标准值
湿度波动大
操作复杂
检测标准不完善
第24页/共32页
九、效果检查
找出原因，我们当即进行改正，立竿见
影，一个月内我们的实验精确率有了较大提高，
并与改正前做了比较。下表为改进前后实验结
改进前后各组水泥的比表面积
果m对组2/数㎏比。第一组第二组第三组时间
364
348
357
361
356
363
精确率
改进前 373
350
370
375
344
11.10.10 1.805
1.811
11.10.25
1.811
1.815
11.11.10
1.815
11.11.25
第21页/共32页
1.808
1.808 1.810
2、在勃氏仪上标定出基准线。以后，每次做实验前检查液面是否还在基准线处，如若不在，添加或减少液体，使达到基准线处。使用完毕，封闭好勃氏仪，以免液体蒸发，使液面不在基准线处。如图1。
试验试验试验试验
三、选题依据
理由一理由二
生产需求
现状
实际生产需要精确地实验数据来指导，这就要求勃氏法测定比表面积要精确。

《比表面积测试》PPT课件

精选ppt
33
技术指标
仪器功能
测量范围测试精度样品类型
比表面积
总孔体积平均孔径
直接对比法比表面积测定；BET单点（P/P0=0.2）比表面积测定；BET多点比表面积；langmuir 比表面积测定
单点(吸附最高点)计算的总孔体积；BJH总孔体积测定
单点(吸附最高点)计算的总孔体积；BJH平均孔径测定
1.实验器材
仪器配件
面积
SA3100比表面分析仪，如图。电子天平装液氮的专用罐和杯等等气瓶（99.99%吸附气体（N2））和氦气。
精选ppt
37
2. 实验步骤样品准备： 1）确定最佳试样量
SA3100分析仪对于总表面积为1m2的试样数量可产生精确的结果，但是当总试样表面积在3m2到30m2之间时可获得最佳的结果。同样，试样的质量必须大于 100mg以确保称量的精确性。试样的质量和材料的容积密度决定需要使用的试样管的尺寸。
粉体有非孔结构和多孔结构两种特征，因此粉体的表面积有外表面积和内表面积两种。粉体比表面积的测定方法有勃氏透气法、低压透气法、动态吸附法三种。理想的非孔性结构的物料只有外表面积，一般用透气法测定。对于多孔性结构的粉料，除有外表面积外还有内表面积，一般多用气体吸附法测定。
精选ppt
3
低温氮吸附法
氮吸附法，连续流动色谱法氮吸附，多层吸附理论，毛细凝聚理论
高纯氮气N2（99.99%），高纯氦气He（99.99%）
P/P0范围0.01～0.98， P/P0精度误差≤0.5%
精选ppt
35
控制系统人工控制实验进程，采用进口的高精度流量传感器，根据具体实验需要手动控制流量，实现流量精确控制；而且采用高精度的热导检测系统，独创的电桥平衡电路，信号灵敏度高

比表面积及孔径分析简介

在环境科学中的应用
空气净化材料
通过比表面积及孔径分析，了解空气净化材料的表面性质和孔结构，有助于优化空气净化材料的
性能和寿命。
水处理吸附剂
比表面积及孔径分析可以提供水处理吸附剂的表面特性和孔结构信息，有助于优化吸附剂的制备
方法和性能。
土壤修复材料
通过比表面积及孔径分析，了解土壤修复材料的表面性质和孔结构，有助于提高土壤修复的效果
在材料科学中的应用
催化剂研究
通过比表面积及孔径分析，了解催化剂的表面性质和孔结构，从而优化催化剂的制备方法和性能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
纳米材料表征
比表面积及孔径分析可以提供纳米材料的表面特性和孔结构信息，有助于研究纳米材料的物理和化学性质。
复合材料界面研究
通过比表面积及孔径分析，了解复合材料界面层的结构和性质，有助于优化复合材料的性能。
和持久性。
05
实验操作流程及注意事项
实验操作流程
样品装填
将样品填充到比表面积及孔径分析仪的测量腔内。
开始测量
启动仪器，进行吸附-脱附等温线测量。
样品准备
选择合适的样品，进行研磨、干燥等预处理。
实验设置
根据样品特性，设置仪器参数，如吸附气体、温度、压力等。
数据处理
收集实验数据，进行数据分析，计算比表面积、孔径分布等参数。
在能源领域的应用
燃料电池
比表面积及孔径分析可用于研究燃料电池电极材料的表面性质和孔结构，以提高燃料电池的效率和稳定性。
储氢材料
太阳能电池
比表面积及孔径分析可以提供太阳能电池材料的表面性质和孔结构信息，有助于提高太阳能电池的光电转换效率和长期稳定性。

比表面积及孔径分析简介ppt课件

18
2.4 吸附平衡等温线:
由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）提出的物理吸附等温线分类
19
Ⅰ型等温线的特点
在低相对压力区域，气体吸附量有一个快速增长。这归因于微孔填充。随后的水平或近水平平台表明，微孔已经充满，没有或几乎没有进一步的吸
附发生。达到饱和压力时，可能出现吸附质凝聚。外表面相对较小的微孔固体，如活性炭、分子筛沸石和某些多孔氧化物，表
12
2.2 吸附的相关概念
吸附剂（adsorbent）:具有吸附能力的固体物质. 吸附质（adsorptive）:被吸附剂所吸附的物质,(如氮气). 吸附过程（adsorption）:固体表面上的气体浓度由于吸附而增加的过程。脱附过程（desorption）:气体在固体表面上的浓度减少的过程。
13
筒形孔
裂隙孔
锥形孔
球形孔(墨水瓶孔)
空隙或裂缝
氧化物接近于筒形孔，活性炭则是典型的裂隙孔，而墨水瓶孔多存在于沸石分子筛中。
9
1.5 孔径的分类 (IUPAC Standard)
IUPAC 定义的孔大小分为：微孔（micropore） < 2nm 中孔（mesopore） 2～50nm 大孔（macropore） > 50nm
吸附现象描述
在测定吸附量过程中发现，吸附剂吸附一种气体吸附质时，其吸附量（α）
α=f (T, p) T=常数 α=f ( p)称吸附等温线 p =常数 α=f (T)称吸附等压线 α=常数 p =f (T)称吸附等量线
(1-1) (1-2) (1-3) (1-4)
17
吸附等温线形式
假设温度控制在气体临界温度下，
比表面积及孔径分析简介

催化剂比表面积65页PPT

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
催化剂比表面积
1、合法而稳定的权力在使用得当时很少遇到抵抗。 ——塞 ·约翰逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感；权力不易确定之处始终存在着危险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金子可以拉着它的鼻子走。—

比表面积

因为为了得到小尺寸孔的数据，需耍极大地提高测试压力，这往往可能损害试样内部的微观结构，以至于变形甚至压塌，使结果偏离理论值。
气体吸附法测定比表面积利用的是多层吸附的原理。物质表面在低温下发生物理吸附,假定固体表面是均匀的,所有毛细管具有相同的直径;吸附质分子间无相互作用力；可以有多分子层吸附且气体在吸附剂的微孔和毛细管里会进行冷凝。
气体吸附法测定孔径分布利用的是毛细冷凝现象和体
积等效交换原理,即将被测孔中充满的液氮量等效为孔的体积。所以吸附法测得的表面积实质上是吸附质分子所能达到的材料的外表面和内部通孔的内表面之和。
而气体吸附法在测大孔时误差较大,因为孔越大吸附气体越难饱和,也就越难达到平衡。其测量孔径的极限大约为100 nm左右。
最常用确定孔径分布的方法是BET和MIP,两者的测试结果往往得到不同的分布,这是因为压汞法测量处理的是孔喉直径,而不是孔隙本身。压汞法通常需在 200MPa 以下进行,压强不能过高, 因而限制了孔径的测量下限，一般压汞法可测 400um1.8nm 范围较宽的孔分布。
而实际上，压汞法对纳米级孔的测定是不准确的，
凝胶孔：C-S-H中的层间空间，其宽度约为1.8nm,在固体C-S-H中孔隙率约为 26%-28%。凝胶孔最初被水所充满,这种水称为凝胶水。但以后可浆体中原为水所填空的空间(这种水称为毛细孔水)硬化蒸发之后所残留的孔。
过渡孔：介于凝胶孔和毛细孔之间。是晶体结构中新生成物连生晶体之间的
第２阶段（３～４５ｈ）：这对应于水泥水化的中期（加速期和减速期）。随着包裹在水泥颗粒表面保护层的破裂，新的表面得以跟水进一步加速反应。在此阶段水化产物大量生成，特别是凝胶产物的生成极大地增长了浆体的比表面积。
第３阶段（大于４５ｈ）：从图１中可见，比表面积到达一个

流动吸附法测定比表面积BETPPT课件

2010439记忆材料传输材料传动材料识别材料膜材料热泵材料感应材料前瞻性未来材料智能材料动态响应材料手性药物202111储气材料美国能源部目标180vstpv35bar室温二氧化碳捕集材料甲烷储存材料分子筛活性炭活性炭分子筛mofsmofs112021一目的掌握气流的控制和流速计的使用方法二意义量化产品质量控制指标122021132021142021微孔152021162021吸附类型和作用力的关系172021物理吸附过程分子扩散单层吸附多层吸附吸附饱和182021分析方法192021样品脱气在适宜的加热温度下样品通过真空的应用或干燥惰性气体的流动除去吸附污染物的过程主要是水汽
.
33
实验装置
T. 钢瓶阀门；T1. 减压阀；T2. 调压阀；T3、T4. 微量调节阀；T5. 活塞；M. 高压氮气瓶； F. 净化器；J. 稳流管；W. 压力表；K1、K2. D08-1F流量显示仪；D1、D2. 三通阀；S. 皂膜流速计；G1、G2. 预热管；A. 饱和器；B. 混合器；L. 样品管；C. 筛板； N、D. 磨口塞；P. 吸附仪(G1、G2和P均置于恒温水浴中，水浴高度以水面高过样品管中的样品为准)；K. 玻璃丝
热泵材料
感应材料
识别材料
传输材料
Kitagawa, Nat. Chem. 2009, 1, 696
.
Yaghi, Nat. Chem. 2010, 2, 439 10
一、背景
储气材料
美国能源部目标
180 v(STP)/v 35 bar, 室温
MOFs
MOFs
分子筛
活性炭
活性炭
分子筛
甲烷储存材料
1.1
⑤ 气体分子在固体表面的凝结速度正比于该组分的气相分压；

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3.第一次测空圆筒装满水银质量
穿孔板放入圆筒内，记住穿孔板此时的朝向，将两片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒内，小滤纸片要完整不能有残缺，用一直径比透气圆筒内经略小的细长棒往下按，直到两张滤纸片平整铺放在穿孔板上。然后注满水银，用一小块玻璃板清压水银表面，使水银面与圆筒口平齐（注：从玻璃板上看玻璃板和水银表面之间不能有一点气泡或空洞），取下玻璃板用毛刷刷去玻璃板及圆筒外部粘沾的水银珠，倒出水银称重（精确到0.01g）。这样重复至少2次直至质量相差50mg为止，并记录下水银质量p1 和当时的温度。
DBT-127型电动勃氏透气比表面积仪
目录
一：什么是比表面积二：基本原理和用途三: 测试方法简介与分类四：仪器与装置五：试料层体积测定六：操作步骤七：测试结果的表述八：维护与注意事项九： (比表面积仪的数据修正与成品抽样数据分析)
一：什么是比表面积
比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国标单位㎡ /g.理想的非孔性物料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积；测定方法有容积吸附法、重量吸附法、流动吸附法、透气法、气体附着法等。比表面积是评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质如石棉、矿棉、硅藻土及粘土类矿物工业利用的重要指标之一。粉体比表面积的大小，对它的热学性质、吸附能力、化学稳定性、粉体程度等均有明显的影响。
标定体积的注意事项
A B C D E F G H I J K 第一次装水银前放两片滤纸片每次滤纸铺放必须平铺每次水银必须充满圆筒每次必须清理圆筒外部粘带的水银每次水银称重要两次，相差50mg以内第二次制备水泥料层要坚实，且捣器必须压到位装入水泥用量可调整捣器下压速度不要过快两次单独制备水泥层体积差不得超过0.005cm3 周期半年标定试料层体积更换新圆筒、捣器、穿孔板时必须测定体积
二：基本原理和用途
采用一定量的空气，透过具有一定空隙率和一定厚度的压实粉层时所受的阻力不同而进行测定。它广泛应用于测定水泥，陶瓷，磨料，金属，煤炭，食品，火药等粉状物料的比表面积。
三: 测试方法简介与分类
四：仪器与装置
透气比表面积测定仪
小工具及明
5.孔板上的滤纸应与圆筒内径一致，滤纸太大，会使滤纸起皱，滤纸太小，会使粉体外溢，粘附到圆筒壁上，影响测试结果。 6.称样量要准确，倒样过程中不要外漏。
（使样品全部倒入圆筒内）
7.捣器捣实时，捣器下压不要速度过快，捣器上的支持环与圆筒上口紧接触，无缝隙，保证料层都一个高度。取下捣器也要慢，以免料层松动。
圆筒水银水银水泥圆筒
第一次
第二次
试料层体积的标定（1）不装水泥，装满圆筒水银并称重（2）装入水泥，装满圆筒水银并称重（3）计算体积（4）每次测定至少两次
2.体积计算公式
v p1 p2
汞
V―透气圆筒试料层体积，单位立方厘米；（cm3） p1―未装试样时，充满圆筒的水银质量，单位克；（ g） p2―装试样后，充满圆筒的水银质量，单位克；（ g） ρ汞 ―试验温度下汞的密度，单位克每立方厘米；（g/ cm3）; 可查看标准表。
Sw ：样品的质量比表面积，单位为克每立方厘米； K：仪器常数； e: 样品的空隙率； m：样品的质量，单位为克； ρ：样品的密度，单位为克每立方米； V：样品室体积，单位为立方厘米； t: 样品的平均透过时间，单位为秒； ŋ：测试温度下的空气黏度系数；
八：注意事项
1.多孔圆形铜片放置的方向不应反过来，黑色的部分应朝下。（偏差有20左右） 2.在选用圆形滤纸时，应看清是否有缺口，两张是否粘在一起。 3.每天测试前，应先测对比样，及时调整水位，若u型管中有异物，应及时清洗，以保障数据的准确度。 4.长时间使用旋塞，应注意观察旋塞是否被真空脂堵住，及时处理。
六：操作步骤
1.称取待测试样，精确到0.01g。称取量使试样空隙率（e）在松紧度合适的范围之间，见式（3）。 2.在透气圆筒底部先放入多孔圆铜片（注意正反面），再放入一片与多孔圆片同直径的滤纸，与铜片紧密吻合。 3.倒入称好的试样，上面再盖上一片与多孔圆铜片同直径的滤纸。
4. 将压样杆从透气圆筒上部轻轻压下至1厘米左右，再用捣器压至与透气圆筒上边沿紧密吻合。
8.在吸气时不要太猛，让液面徐徐上升，以免液体冲出玻璃管。 9在读取透气时间时，视线与液面凹面水平，液面凹面与标线相切时为计时的开始和结束。 10.水银密度特别大，注意轻拿轻放，以防打破容器。水银挥发对人身体有伤害，注意通风，不要弄洒水银，如洒可用硫磺吸附；用完及时装好密封。安全保存以备下次使用。
4.第二次装入水泥料层后圆筒装满水银质量
取出一片滤纸，（不要换滤纸，如取出穿孔板一定按第一次的朝向放入，以后不能改变朝向），再装入适量（约3.3g）水泥粉沫，在桌面上将圆筒中水泥轻轻摇平，再把另一张滤纸盖在透气圆筒中水泥上面，用捣器压实水泥层，捣器下压不要速度过快，让圆筒中空气缓慢从放气槽中放出，捣器上支持环与圆筒边接触无缝隙，（如何判断有无间隙，可用捣器上支持环与圆筒边接触面对向光线，如有光透出，有间隙）
11.及时清洗仪器，注意观察水位的变化，实验室的湿度不应超过60％.
5. 用洗耳球将水位吸到标线A处。关闭旋塞，用秒表读取液面从B到C处的时间。（单位：秒） 6.记录测试时室温，查表读取空气黏度系数。计算试样的比表面积。
七：测试数据的表述
按式计算试料质量比表面积：
Sw= K×e³ /² ×t½ ___________ ρ（1-e）ŋ½ 其中：e= M _________ ρ×V