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。真實(shí)表面包括不規則的

表面和孔的內部表面。它們的面積無(wú)法從顆粒大小的信息中計算出來(lái)，但卻可以通過(guò)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，還是   (i) 溫

度，(ii) 氣體壓力，以及 (iii) 氣體和固體之間發(fā)生反應強度的函數。因為多數氣體和固體之間相互

作用微弱，為使其發(fā)生相當的吸附，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(zhù)氣體壓力的提高，表面吸附量會(huì )以一種非線(xiàn)型方式增加。但是，當氣體以一個(gè)原子

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

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

為了達到上述目的，首先要把樣品進(jìn)行真空脫氣，對樣品表面進(jìn)行清潔；如果用氮氣作為分子

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

傳感器計量的氮氣，記錄樣品的吸附量。該過(guò)程相當復雜和漫長(cháng)。在取得不同壓力下樣品飽和吸附

量的數據后，再通過(guò)由樣品性質(zhì)決定的經(jīng)驗公式(模型)計算出所需要的結果。

打一個(gè)不*恰當的比方：要測量一間屋子的面積，但是除了有許多籃球并沒(méi)有合適的尺子，

而籃球的直徑和截面積是已知的。于是，在測量屋子的面積之前，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)的數目是可以控制并計算出來(lái)的，等籃球鋪滿(mǎn)了屋子，我們將籃球

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

球充滿(mǎn)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)現這整個(gè)過(guò)程而設

計的。