活性炭测试比表面积方法

活性炭测试比表面积的方法

北京精微高博科学技术有限公司   钟家湘教授

活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭按原料来源可分为：木质活性炭、果壳活性炭、兽骨/血活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外观形态可分为：粉状、颗粒状、不规则颗粒状、圆柱形、球形和纤维状等。活性炭的应用极其广泛，其用途几乎涉及所有的国民经济部门和人们日常生活，如水质净化、黄金提取、糖液脱色、药品针剂提炼、血液净化、空气净化、人体安全防护等。

活性炭是利用优质无烟煤、木炭或各种果壳等作为原料，通过物理或化学方法经过特殊工艺加工的，具有发达孔隙结构和比表面积的一种碳制品，由于活性炭这种特殊的空隙结构，使得它具有极强的吸附能力，因此被广泛用于空气净化、防毒防护、水处理、溶剂脱色等工业及民用领域。

    活性炭虽然在外型和用途方面可以有许多品种，但活性炭有一个共同的特性，那就是“吸附性”。活性炭产生吸附性的原因就是因为它有发达的孔隙结构，这种孔隙结构是肉眼无法看见的，因为他们只有1×10^-12mm~10^-5mm之间，比一个分子大不了多少。活性炭孔隙发达的程度是难以想象的，若取1克活性炭，将里面所有的孔壁都展开成一个平面，这个面积将达到1000 m²（既比表面积为1000g/m²）！影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。在生产过程中，提高活性炭吸附性能的唯一办法就是控制生产工艺，使单位体积内尽可能多地增加活性炭的孔隙结构。因此吸附性越高的活性炭由于含有大量的孔隙，使得其本身的密度变得越来越小，这就是为什么吸附性越好的活性炭手感越轻的原因。同时随着吸附性的提高活性炭的生产成本也就越高，而且是呈几何级数增长，这就是市场上有用低吸附活性炭冒充高吸附活性炭销售的动机。 为了统一标准，使生产可控制化，在活性炭行业中通常用吸附值来判断活性炭的好坏，也就是说吸附值越高，活性炭的吸附能力就越强。

    活性炭的比表面积检测目前国内外统一采用氮吸附多点BET法，以BET测试方法为基础，并制定出国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积。不过活性炭对氮气的吸附、脱附过程是不可逆的，所以数据只有采用吸附等温曲线检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做脱附等温曲线的检测，而且耗费时间长，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，精微高博生产的JW-BK型静态比表面积分析仪是真正能够实现吸附过程分析功能的仪器（兼备直接对比法，BET法等多种方法），同时可以测试出活性炭的比表面积和孔径，而且可以同时进行1-2个测试样品，还可同时进行3个样品的真空加热预处理，更重要的是JW-BK比表面积分析仪是国内同类产品唯一获得高科技新产品证书的仪器，是完全自动化智能化的比表面积与孔径分析检测设备，可取代国外产品，稳定性高，提高测试结果精确性。

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