物理吸附中曲線異常可能原因的分析

2020-12-05 安東帕AntonPaar

一入吸附深似海。講真!

因為天平讀數不穩,稱下質量立正在天平前十多分鐘;

因為脫氣處理溫度選擇過高,導致樣品的吸附量比預期值低很多;

因為漏氣,歡喜的以為一個晚上就能分析結束的樣品,第二天來失望的發現杜瓦它老人家其實根本沒上去;

因為液氮不足測試半途中斷,可偏偏有幾個關鍵數據點沒做完;

因為曲線異常,每每陷入困惑:這個數據咋和前兩天做的又不一樣了?材料的孔怎麼和我算的不一樣?這個數據為啥不閉合?

但凡遇到上述種種,扎心了,老鐵!

小編相信,很多研究吸附的寶寶們絕對會感同身受。

來來來,通過群裡某位資深吸附研究寶寶所發的照片感受下吸附寶寶們那種無法言語的期待心情~

下面,送上福利!關鍵時候可以讓測試逢兇化吉哦。

物理吸附測試分析中測試曲線常見的異常有:曲線整體不光滑、曲線交叉以及曲線的閉合度差。小編根據自己多年的經驗,下面給大家分享下各種異常情況出現時可能的原因。大家可以針對原因進行測試條件的改善,然後進行複測。

1. 曲線不光滑

此種情況可常常出現於吸附量小的時候。不光滑的曲線會影響比表面積分析和BJH法孔徑分析。你可能會看到BET方程在應用時多點擬合線性很差,BJH使用吸附支或者脫附支計算出的孔徑分布幾乎都是毛刺,孔徑分析重現性差。可能的原因有:

1) 樣品量不足

2) 平衡時間不足

3) 未加填充棒

一旦出現曲線不光滑的情況,大家則需要把樣品量儘可能加大,延長平衡時間(建議至5min),添加填充棒後進行複測。

2. 曲線交叉

曲線交叉不會影響比表面積的計算,但是如果各位寶寶們想採用完整的等溫線,那就扎心了,顯然無可避免的要進行複測。

1) 密封不佳而漏氣

2) 樣品量不足

3) 死體積校正不準確

4) 樣品管存在肉眼不易覺察的裂痕,產生漏氣

關於漏氣首先要判斷是儀器內部漏氣還是外部密封漏氣。簡單的判斷方法就是找一個之前分析過的,比表面積大的樣品進行複測。如果複測沒問題,那就不是儀器內部問題。根據經驗,多數情況下的漏氣來源於樣品管處密封所使用的密封圈。更換一個新的密封圈往往就可以解決問題。建議各位寶寶們平常多用多備一份密封圈,進行交替使用。好讓受力壓扁的密封圈有個形變恢復的時間。

關於死體積校正的問題。這個常見於無氦氣,需要定期校正樣品管模式的操作,偶爾見於有氦氣測試死體積的模式。無氦氣模式中,校正後的樣品管在使用一定時間後,必須要進行校準。一般建議3個月後重新校準樣品管。

關於樣品管的問題。樣品管因為超聲清洗時間過長或者使用過程中的碰撞產生不易覺察的微小裂痕。如果對著光線明亮的地方進行觀察,可見微小裂痕。再者樣品管口部因為是密封圈密封所在位置,可能因為某一次擰緊時過於用力而產生裂痕。這種樣品管應該做廢棄處理。

3. 曲線不閉合

不閉合不是大事,莫要慌張。一定要優化條件進行複測,然後進行最終的確認。常見的就是偶然測試某個樣品時候發現顯著的不閉合,而其他樣品並無這個問題。根據經驗,不閉合的情況大致分為以下4類

A: 因為材料表面存在特殊的基團和化學性能的影響,導致吸附的氣體分子無法完全脫離,常見於煤類和以煤為原料開發的碳材料以及部分高分子物質高溫碳化後得到的碳材料

B: 材料與氣體分子的強作用力。如一些吸水材料的水吸附等溫線,因為材料和水蒸氣作用力強,導致最後曲線無法閉合。

C.預處理時間不足或者分析參數不佳

上面所提到的優化測試條件,就是加大樣品量,延長脫氣時間;延長平衡時間,降低脫附的相對壓力至0.001。這些條件優化後如果還不能閉合,那就是樣品本身的特性了。

D: 壓力傳感器相關元件或者電磁閥或者內部管路裡進入了粉末樣品的顆粒,造成傳感器讀數異常或者電磁閥關閉異常或者管路汙染。這個很少見,一般要有經驗的服務工程師進行確認。

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