如何利用氣體吸附原理分析比表面？

固體多孔材料的單位重量的表面積（即比表面積）是重要的物理參數(shù)。真實(shí)表面包括不規(guī)則的

表面和孔的內(nèi)部表面。它們的面積無(wú)法從顆粒大小的信息中計(jì)算出來(lái)，但卻可以通過在原子水平上

吸附某種不活動(dòng)的或惰性氣體來(lái)確定。氣體的吸附量，不僅僅是暴露表面總量的函數(shù)，還是   (i) 溫

度，(ii) 氣體壓力，以及 (iii) 氣體和固體之間發(fā)生反應(yīng)強(qiáng)度的函數(shù)。因?yàn)槎鄶?shù)氣體和固體之間相互

作用微弱，為使其發(fā)生相當(dāng)?shù)奈?，使其吸附量足以覆蓋整個(gè)表面，必須將表面充分冷卻到氣體的

沸點(diǎn)溫度。隨著氣體壓力的提高，表面吸附量會(huì)以一種非線型方式增加。但是，當(dāng)氣體以一個(gè)原子

厚度全部覆蓋表面后（單分子層氣體），對(duì)冷氣體的吸附并沒有停止！隨著相對(duì)壓力的提高，超量

的氣體被吸附從而構(gòu)成“多分子層”，進(jìn)而可能進(jìn)一步液化而填滿整個(gè)孔道。

為了達(dá)到上述目的，首先要把樣品進(jìn)行真空脫氣，對(duì)樣品表面進(jìn)行清潔；如果用氮?dú)庾鳛榉肿?/span>

探針（尺子），需要隨后將樣品連同樣品管稱重后放入液氮中（-273℃），有控制地通入已由壓力

傳感器計(jì)量的氮?dú)?，記錄樣品的吸附量。該過程相當(dāng)復(fù)雜和漫長(zhǎng)。在取得不同壓力下樣品飽和吸附

量的數(shù)據(jù)后，再通過由樣品性質(zhì)決定的經(jīng)驗(yàn)公式(模型)計(jì)算出所需要的結(jié)果。

打一個(gè)不*恰當(dāng)?shù)谋确剑阂獪y(cè)量一間屋子的面積，但是除了有許多籃球并沒有合適的尺子，

而籃球的直徑和截面積是已知的。于是，在測(cè)量屋子的面積之前，首先要將屋子中放置的家具搬出

去，然后往屋里扔籃球，扔進(jìn)來(lái)的數(shù)目是可以控制并計(jì)算出來(lái)的，等籃球鋪滿了屋子，我們將籃球

的截面積乘以扔進(jìn)來(lái)的籃球數(shù)就能估算出該房間的面積。同理，接著扔籃球，直至這個(gè)房間都被籃

球充滿直到房頂，我們就能推斷出這個(gè)房間的空間大小。物理吸附儀就是為了實(shí)現(xiàn)這整個(gè)過程而設(shè)

計(jì)的。