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实验十六流动吸附色谱法测定催化剂的比表面积一．实验目的1．明确固体催化剂比表面积测试的意义。
2．熟悉装置，了解吸附原理，掌握测试方法。
3．掌握流动吸附色谱法计算面积的方法——B·E·T计算法。
二．实验原理测定表面积是根据气体吸附理论来进行的，吸附量的测定方法有静态的BET法（重量法、容量法）和流动的气相色谱法，色谱法的特点是不需要真空装置，方法简单、迅速、安全。
该法所用的流动气体是一种吸附质与一种惰性气体的混合物，通常采用氮气作为吸附质，氦气作载气。
由于条件限制，本实验采用氮气作吸附质，氢气作载气，氮气、氢气以一定比例混合，达到一定的相对压力，然后流经样品，当样品放入盛有液氮的保温瓶里冷却时，样品对混合气中的氮气发生物理吸附，而不吸附氢气，吸附气体量与试样表面积成正比，当吸附达到平衡时，除去液氮，温度升高。
氮气又从样品声脱附而出，混合气体的浓度变化用热导池检测器记录下来，由脱附峰与已知的一定氮气量出的标准峰面积比（直接标定），即可计算出此氮气分压下的吸附量。
按照B·E·T式计算单分子层饱和吸附量，从而求出催化剂表面积。
三．实验装置实验装置如图16-1所示：图16-1 流动吸附色谱法测定催化剂比表面积流程示意图1—氮气、氢气钢瓶；2—减压阀；3—净化器；4—稳流阀；5—转子流量计；6—混合器；7—1号冷阱；8—热导池；9—恒温箱；10—标准六通阀；11—2号冷阱；12—皂沫流量计；13—平衡电桥；14—XWC—100型电子电位差计；四． 操作步骤 1．样品称量样品经110℃干燥后，装入样品管，精确称取0.0300~0.0800克（根据样品表面积大小而异），然后把它装到测定仪的样品管接口上（为防止药品进入仪器，管口用药棉堵上）。
2．测试液氮的饱和蒸汽压Ps 。
由于每次实验时温度和大气压都是不同的，加上液氮在存放和使用过程中不断地挥发和空气的冷凝，温度有所变化，导致液氮饱和蒸汽压Ps 的改变，因此，每次实验都必须测定当时的液氮饱和蒸汽压，本实验用氧蒸汽温度计测定液氮的实际温度，然后再利用蒸汽压和温度的关系曲线，查得液氮的饱和蒸汽压Ps 。
氧化铝催化剂孔容测定方法
氧化铝催化剂孔容测定方法通常使用比表面积测定法，包括物理吸附和压汞方法。
1. 物理吸附法：
a. 首先，将氧化铝催化剂样品进行预处理，通常是通过高温
灼烧来去除任何有机物或水分。
b. 将样品分散在溶剂中，惰性气体（如氮气）常用作吸附剂。
c. 利用气体物理吸附仪（如比表面积分析仪或吸附剂分析仪），测量气体吸附在样品表面的量。
这些仪器通常采用了不同的气体吸附原理（如BET等），并可以计算出氧化铝催化
剂的比表面积和孔容。
2. 压汞法：
a. 首先，将氧化铝催化剂样品进行预处理，通常是通过高温
灼烧来去除任何有机物或水分。
b. 将样品放入装有压汞装置的浸泡池中。
c. 使用压汞泵，将压力逐渐增加到较高水平，并测量在不同
压力下，样品中所浸泡的汞的体积。
d. 根据贝克勒尔方程等计算方法，计算出氧化铝催化剂的孔容。
这些方法通常用于确定氧化铝催化剂中的孔隙结构和孔容，以评估其催化活性和选择性。
还可以通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等显微镜技术对其孔隙
结构和孔径分布进行表征。
1.2比表面测试单位重量催化剂所具有的表面积称为比表面，其中具有活性的表面称活性比表面，也称有效比表面。
尽管催化剂的活性、选择性以及稳定性等主要取决于催化剂的化学结构，但其在很大程度上也受到催化剂的某些物理性质如催化剂的表面积的影响。
一般认为，催化剂表面积越犬，其上所含有的活性中心越多，催化剂的活性也越高。
因此测定、表征催化剂的比表面对考察催化剂的活性等性能具有很人的意义和实际应用价值。
催化剂的表面枳针对反应来说可以分为总比表面和活性比表面，总比表面可用物理吸附的方法测定，而活性比表面则可采用化学吸附的方法测定。
催化剂的比表面积的常见表征方法见表2。
1.2.1总表面积的测定催化剂总表面积的测定目前所采用的方法基本上均为低温物理吸附法，而其中的BET法则更是推崇为催化剂表面枳测定的标准方法。
有关BET法的具体介绍见第二章，在此不展开讨论。
1.2.2有效表面积的测定BET法测定的是催化剂的总表面枳。
但是在实际应用中，催化剂的表面中通常只是其中的一部分才具有活性，这部分称为活性表面。
活性表面的面积测定通常采用“选择化学吸附”进行测定。
如附载型金属催化剂，其上暴露的金属表面是催化活性的，以氢、一氧化碳为吸附质进行选择化学吸附，即可测定活性金属表面枳，因为氢、一氧化碳只与催化剂上的金属发生化学吸附作用，而载体对这类气体的吸附可以忽略不计。
同样，用碱性气体的选择化学吸附可测定催化剂上酸性中心所具有的表面积。
表2列出了用于测定催化剂比表面枳的常见方法。
表2催化剂比表面表征（1）金属催化剂有效表面积测定[17-19]金属表面积的测定方法很多，有X-射线谱线加宽法、X-射线小角度法、电子显微镜法、BET真空容量法及化学吸附法等。
其中以化学吸附法应用较为普遍，局限性也最小。
所谓化学吸附法即某些探针分子气体（CO、H2、02等）能够选择地、瞬时地、不可逆地化学吸附在金属表面上，而不吸附在载体上。
所吸附的气体在整个金属表面上生成一单分子层, 并且这些气体在金属表面上的化学吸附有比较确定的计量关系，通过测定这些气体在金属表面上的化学吸附屋即可计算出金属表面枳。
