固體表面積是固體表面上的原子或分子在一般情況下不易移動，它們所處的位置是生成表面時所處的位置，它們所具有的能量也不相同，故固體表面是不均勻的。由於製備條件的不同，固體與氣體的接觸表面（表面積）的大小可有很大差異。多孔性固體或細碎固體表面積包括內表面和外表面兩部分，內表面由它們內部孔壁和裂縫表面所組成；外表面則指該固體粒子外部的幾何面積。
基本介紹
- 中文名：固體表面積
- 外文名：Solid surface area
- 特點：固體表面是不均勻的
- 測量方法：低溫氣體吸附法，染料吸附法
基本定義,測定方法,
基本定義
固體表面上的原子或分子在一般情況下不易移動，它們所處的位置是生成表面時所處的位置，它們所具有的能量也不相同，故固體表面是不均勻的。由於製備條件的不同，固體與氣體的接觸表面（表面積）的大小可有很大差異。多孔性固體或細碎固體表面積包括內表面和外表面兩部分，內表面由它們內部孔壁和裂縫表面所組成；外表面則指該固體粒子外部的幾何面積。內表面積與外表面積的總和為總表面積。它與外表面積之比稱為粗糙因子,顯然，固體表面的粗糙因子最小為1。為了比較和衡量吸附劑或催化劑表面積的大小。規定 1克固體的總表面積稱為比表面。
測定方法
表面積的測定方法有：用直接測定粒子大小以計算固體粒子外表面積的沉降法；光學顯微鏡法和電子顯微鏡法；X射線寬度法;直接測定外表面的透過法。但這些方法均不能測定固體的內表面。
低溫氣體吸附法是測定固體總表面積最常用的方法，其基本要點是：測定不同相對壓力下吸附質氣體在一定量吸附劑上的吸附量，套用BET二常數公式（見多分子層吸附）計算出該吸附劑表面鋪滿單分子層吸附質的量（單分子層飽和吸附量）,再根據每一吸附質分子的截面積和吸附劑重量即可求得比表面積。
每個吸附分子的截面積σ可用下式計算：式中 Μ為吸附質分子量；N為阿伏伽德羅數；d為液態（或固態）吸附質密度。
染料吸附法是一種測定粗孔固體比表面的簡便方法，此法的根據是：有些固體可從溶液中選擇性地吸附某些染料，達到飽和後，按照吸附前後溶液濃度的變化，即可求得單分子層的飽和吸附量，再根據每個染料分子可能的截面積計算比表面。此法的缺點是：對染料分子在表面上的取向要有一定的假設，而且即使在飽和吸附時仍有溶劑的吸附；小孔中的面積因染料分子不能進入而不能測定。
低溫氣體吸附法是測定固體總表面積最常用的方法，其基本要點是：測定不同相對壓力下吸附質氣體在一定量吸附劑上的吸附量，套用BET二常數公式（見多分子層吸附）計算出該吸附劑表面鋪滿單分子層吸附質的量（單分子層飽和吸附量）,再根據每一吸附質分子的截面積和吸附劑重量即可求得比表面積。
每個吸附分子的截面積σ可用下式計算：式中 Μ為吸附質分子量；N為阿伏伽德羅數；d為液態（或固態）吸附質密度。
染料吸附法是一種測定粗孔固體比表面的簡便方法，此法的根據是：有些固體可從溶液中選擇性地吸附某些染料，達到飽和後，按照吸附前後溶液濃度的變化，即可求得單分子層的飽和吸附量，再根據每個染料分子可能的截面積計算比表面。此法的缺點是：對染料分子在表面上的取向要有一定的假設，而且即使在飽和吸附時仍有溶劑的吸附；小孔中的面積因染料分子不能進入而不能測定。
