比表面及孔隙度分析仪

原理

比表面积和孔隙度是多孔材料的重要物理参数，通常用物理吸附方法来测量。选择合适的气体吸附质，在一定冷浴条件下，让气体分子吸附于被测样品的整个表面上，通过传感器来间接的研究孔材料的比表面和孔隙度特性。

中孔 / 介孔分析

在小的气体分压情况下，只有少量的气体接触到样品表面，这时吸附质分子在样品表面自由的移动，随着吸附质分子越来越多，会在样品的表面形成一层薄膜，根据 BET 和 Langmuir 的理论可以计算出样品的比表面。

增加气体分压，样品表面会形成多层吸附，多层的分子堆积在一些孔内部会形成凝聚现象，称为毛细管凝聚。应用 BJH 等方法可以计算出孔径，从而可以得到孔径分布图。

当吸附平衡压力趋于饱和时，孔被吸附质*填充，这时可以计算出测量材料的总孔容及平均孔容，并能绘制完整的吸附等温线。

如果在吸附饱和后紧接着进行脱附，则可以逐渐的减少气体分压，从而把吸附质慢慢从孔从脱附出来，绘制可得脱附等温线。根据吸附、脱附等温线的性质和形成的滞后环可以判断孔结构及吸附类型。

微孔分析

微孔材料因为孔很小，孔壁之间的势能会比中孔或大孔材料的势能要大，因此在微孔材料进行吸附时，微孔表面会被迅速填充，而这种填充现象多发生在很小气体分压 （<0.01） 的情况下 , 表现在等温线上，微孔样品的等温线初始段会很陡，然后逐渐变平。

微孔的孔径跟分子直径比较接近，选择合适的吸附质，才会得到理想结果。

仪器特点

■ 基于真空容量法物理吸附理论

■ 支持中孔、微孔的比表面及孔隙度测量

■ 全自动控制分析 , 大大提率

■ 智能投气系统，自动选择精进气和粗进气

■ 预置压力由伺服阀和电磁阀准确控制

■ 高真空系统，zui高真空度可达 1*10-6Pa

■ 高保温的杜瓦瓶配合保温套，保温效果更佳

■ 脱气站和分析站双真空系统

■ 测量 BET 可以在 30 分钟内完成

■ 皮拉尼真空规传感器，高真空压力测量更准

■ P/P0 更宽的范围，等温线更完整

■ 多种分析气和多种冷浴环境供选择

■ BET/BJH/DR/HK/SF 等多种模型供选择

■ 三年免费服务

应用

越来越多的粉体材料需要了解其比表面及孔隙度特性，尤其在催化领域 , 通过 FINESORB-3020 可以很快很准确的表征粉体的这些特性，是科研开发、生产检测的经典手段。

FINESORB-3020 系列是泛泰仪器公司的一款基于真空法的比表面及孔隙度分析仪。使用 FINESORB-3020 能进行粉末材料的比表面、孔径、孔隙度分布分析，能够绘制吸附等温线、脱附等温线、孔径分布曲线，从而确定粉体材料的孔特性。可以选择内置脱气站或外置脱气站模式。多路杜瓦瓶和多路检测器，可以满足多组样品的同时测试。内置液面检测器，配合自动升降装置，试验过程样品管恒温段恒定。数据实时记录，计算机软件控制。

FINESORB-3020 比表面及孔隙度分析仪可以分开检测，不需要一次完成整个吸附脱附过程。

下面是 FINESORB-3020 的典型应用 :

炭黑 / 白炭黑

轮胎、橡胶制造商发现炭黑的表面积对于使用寿命、摩擦力以及橡胶性能有很大影响。根据轮胎或橡胶的用途选择合适比表面积的炭黑或白炭黑。

纳米材料

纳米材料的表面积和孔隙度对材料的储氢、储氧、及特殊物质的吸附有决定性影响 , 比较典型的如碳纳米管。

电子方面

电容器的内部填充材料 , 需要有高的比表面 , 从而可以生产出更小体积更大容量的电容器 , 同样在普通干电池设计中也要考虑材料的比表面积，以便能用更小的体积更大的储能。

新能源电池

新能源电池是当前研究的热门领域，通过控制材料的比表面来控制合适的储能密度。

油漆和涂料

油漆和涂料中填料的表面积影响了光滑度，质地，颜色，色饱和度，亮度，固体含量以及膜的粘附性能。孔隙度可控制应用程序的性能，例如流动性、固化时间及涂层厚度等。

催化剂

催化剂的活性比表面积和孔结构对于转化率有很大影响。选择孔径大小从而有选择的过滤或通过某种物质，从而创造一个选择 , 性催化剂，进而生产所需的产品。

汽车尾气净化

汽车尾气的生成物的净化需要用到的催化剂材料，使用过渡金属的尾气净化有重要现实意义和经济价值，比表面和孔隙度决定了尾气转换装置的效率、寿命和经济性。

燃烧控制

在火箭推进剂、*研发中需要通过控制材料的比表面来控制燃烧速率，太高的速率可能比较危险，速率太低可能导致故障和不准确性。

活性炭

活性炭除做为的载体材料外，还是理想的过滤材料，通过控制活性炭的比表面及孔隙度来控制过滤的效果，在气体或液体净化领域有重要的应用。

医药品

让药物的有效成份合理的分布在一定比表面积和孔隙度的填料上，可以控制药片溶解的速率，控制药效的作用时间。

硬件优势

真空系统

FINESORB-3020 使用 2 个独立的真空系统， 一个用于分析，一个用于脱气，这就允许脱气分析同时进行，避免了用一个真空系统时带来的延迟和误差。此外，独立的系统*消除了脱气与分析之间气体纯度的影响。

智能脱气站系统

脱气站可以根据样品的情况选择合适的脱气温度和脱气时间。脱气处理信息可另存为文件，以便以后分析样品脱气状况对结果的影响，从而确保测试条件的可追溯性。

定容器及投气系统

定容器采用一体式设计，避免了温度的偏差，一体式的定容器因为结构紧凑 , 死体积更小 , 测量结果更准确。一体式设计的

多气体支持

FINESORB-3020 支持使用 N2, Ar, Kr, CO, CO2, H2, He 做为吸附质。仪器内部支持多种数据模型的分析 , 从而可以分析更多类型的样品。

多冷浴支持

FINESORB-3020 支持使用液氮、液氧液氩、及其他冷浴。仪器内部支持多种冷浴环境下的吸附模型，方便分析各种样品。

温度保持系统

更长保温时间的杜瓦瓶，密封性软盖，结合保温套，可以使样品管的温度保持恒定。仪器还选配虹吸系统，在液面温度下降时自动补充液氮。

高精密传感器

仪器内部配置有高精度电阻式传感

器和皮拉尼真空规传感器，可以检测的

压力从 1*10-6Pa 到 2*105Pa ，从而可以全面的分析中孔、微孔的吸脱附。

冷阱过滤装置

FINESORB-3020 配备有冷阱过滤装置，使用液氮或者液氮与异丙醇的混合液做冷阱池，从而能够提高真空度。

超高真空

选配微型分子泵作为二级泵，可以

把真空系统提高到高真空，配合皮拉尼

真空计可以进行微孔测量或使用氪气进

行比表面分析。

结构传感器的安装固定更合理，也便于更进一步的扩展，定容器经过标定，投气的体积重复性误差可以忽略。

智能投气技术

FINESORB-3020 使用智能的投气系统， 软件会预置压力的情况自动选择精进气还是粗进气，并智能判断平衡状态，这样避免了进气过冲或者进气等待时间过长。在脱附状态下，投气系统首先从系统抽走一部分气体，然后再执行进气达到预置压力，系统自动判断该抽走多少气体，从而保证在脱附状态下不需要人工干预的自动投气。

其他配件

离线脱气站

该设备能为多组样品的比表面和孔容量分析做准备。 通常使用流动的气体或真空配合加热装置从样品的表面和孔中去除污染物，如水蒸气和被吸附的气体等。 比表面和孔容量分析数据的准确性很大地取决于样品表面的洁净程度。

常用预处理设备能够使用氦气、氮气、氩气等

惰性气体或者真空氛围。

离线脱气站可以支持 6 路的样品脱气 .

液氮存储传输设备

氮需要专门的容器来储存，实验室常用的容

积有 10L 至 100L 几种规格。

客户可以根据实验的使用频率选择合适容量的液氮罐。

液氮虹吸设备

根据实验的情况，客户可以选择手动或自动虹吸设备 , 方便从液氮罐向杜瓦瓶中加注液氮。

该设备是选配件 , 具体的选择请咨询 4008261126 。

参考物质

通常为了验证仪器的性能 , 需要使用参考物质来进行验证。在国内使用 GBW （ E ） 130275~

GBW （ E ） 130279 的标准物质来验证比表面。

在上使用 NIST 的标准物质。

在实际使用过程中 , 有时候也会选择一些经过多方检测的物质作为参考物质 ,, , , , 比如白炭黑、分子 筛、玻璃球、活性炭等。

真空泵

仪器在使用过程中需要配套旋片真空泵和分子泵 , 真空泵的性能和真空泵有直接关系。在采购过程中泵是单列的一项 , 客户可以根据自己的需要选择合适的泵 . 另外脱气站和分析站选择的泵的型号有所不同 , 采购时请咨询 4008261126 。

软件概述

FINESORB-3020 软件是基于 Windows 界面的应用程序，软件界面简洁，操作容易。通过软件可以设置吸附质及样品的参数，控制脱气站及分析站，控制吸脱附的自动完成。软件还可以对测试完的数据浏览，并生成报告，继而可以对报告打印、编辑、剪切等操作，并把数据导出到 txt 文本，方便与 ORIGIN 等软件进行交互。

软件控制

仪器示意图在屏幕上显示出来，包括阀门的状态、压力传感器的值都会实时显示在软件界面上，软件根据预置的压力情，自动判断对电磁阀的操作，并实时的绘制等温线。 软件还能支持手动控制模式 , 比如对电梯和电磁阀的手动操作。软件使用 485 协议进行控制，支持多台仪器的扩展控制。

报告浏览

软件能够把各种算法模型生成的报告显示在屏幕上，并可以进行编辑、拷贝、打印、导出。也可以对数据进行比较，查看几种结果的重复性。

数据导出

报告中的数据可以导出到 txt 文件，方便与 ORIGIN 交互，报告中的图形也可以拷贝到粘贴板，方便拷贝到 WORD 等文献中进行进一步的编辑。

软件控制投气

软件根据预置压力的情况自动选择粗进气或精进气模式，这样保证了更高的测量效率。投气模式是智能的 , 能够根据钢瓶出口压力微调投气速率，防止出现压力过冲现象。

智能控制预置压力

预置压力的选择很大程度上决定了等温线的可靠性及平滑程度，对应以中孔为主的样品，可以从预置压力略微高的点开始进行压力预置，对于微孔样品，必须从很低的预置压力开始。另外样品的量对预置压力也有影响，加样品时可以根据样品大致的比表面选

择合适的预置压力，相关经验需参考《操作手册》。

软件分析模型

根据实验所得的等温线，采用不同的分析模型可以得出各种实验结果。应用 BET 或 Langmuir 模型可以计算出总比表面，应用 t-Plot 模型可以计算出内比表面和外比表面，应用 BJH 模型可以计算出中孔材料的孔隙度，应用 HK/SF 等模型可以计算微孔材料的孔隙度分布。对孔的研究也在不断完善中，新的技术不断涌现 。

原理及方法

█ 全自动控制快速比表面及孔隙度分析仪 ;

█ 基于真空容量法原理，氮吸附法，单层与多层吸附理论 ;

█ 遵守国家标准： GB/T 19587-2004

测量范围

█ 比表面积 : 0.1-2000m2/g

█ 孔隙度 : 0.35nm-500nm

分析方法

█ 吸附、脱附等温线

█ 多点 BET 比表面

█ Langmuir 比表面

█ 中孔分析： BJH 吸附、脱附孔隙度分布

█ 微孔分析： HK 狭缝孔

█ 微孔分析： SF 圆柱孔

█ 总孔容

█ 平均孔径

分析效率

█ 15-40 分钟（ BET ）

█ 50-200 分钟（吸附、脱附等温线）

气体及冷浴

█ 支持使用 N2 ， Ar ， Kr 等气体来进行分析，典型使用 N2 ；

█ 仪器使用液氮作为冷浴环境，液氮装在杜瓦瓶中保温；

仪器硬件

█ 2 路脱气站， 1 路分析站；

█ 1 路真空冷阱，带冷阱悬挂件；

█ 2 个 1.6L 杜瓦瓶，保温时间 24 小时；

█ 软件控制升降电梯，运行平稳，噪音小；

█ 旋片式真空泵配合分子泵，极限真空度达 1*10-6Pa

仪器软件

█ 图形化操作界面，动态显示各阀门状态；

█ 自动控制实验过程，并支持手动控制阀门开关和电梯升降；

█ , 实时显示并记录预置压力及平衡压力值；

█ 实时显示各流程的进度情况，了解过程进度

█ 标签式浏览数据报告，数据导出，方便与 ORIGIN 交互；

环境要求

█ 电源 : AC220V 50-60Hz

█ 室温 : 10-35 ℃

█ 湿度 : 10-85% 相对湿度

物理参数

█ 高 : 870 mm

█ 宽 : 850 mm

█ 深 : 660 mm

█ 重 : 86 Kg

服务承诺

█ 非人为因素情况下，仪器免费保修三年

█ 4008261126 *

█ 24 小时响应， 48 小时内提出解决方案

█ 在必要的情况下上门服务

█ 终生配件可更换，超过保修期，收取合理成本

█ 软件免费升级