粉末比表面

粉末比表面(specific surface area of pow—ders)单位质量或单位体积粉末颗粒具有的总表面积。它通常以m/g或m/cm表示，是用来表示粉末活性的一种粉末性能。前者称质量比表面，后者称体积比表面。

测定方法通常用气体吸附法来测定，其与粉末颗粒尺寸、形状、表面粗糙度、结构等许多因素有关。通常，粉末愈细、颗粒形状愈不规则、颗粒表面愈粗糙、颗粒结构愈复杂，其比表面愈大。粉末比表面愈大，颗粒之间的摩擦力也愈大，粉末比表面对于粉末的松装密度、振实密度、流动性、压缩性和成形性等粉末性能具有较大影响。一般情况下，粉末比表面愈大，其松装密度愈小，流动性愈差，经振实后粉末密度增大得愈多，而压缩性降低，成形性能提高。控制粉末的比表面会提高工艺性能的稳定性。因为大多数反应都是在颗粒表面上进行，因此测量比表面对控制烧结过程也是相当重要的。

测量方法测量粉末比表面的方法很多，有容量法、质量法和连续流动色谱法。所有测量方法都是通过测量吸附的气体量来实现的。现以简易BET装置(见图)为例，简要描述粉末比表面的测量过程。简易BET装置示意图l—u形管压力计；2～5一两通阀6样品管；7一液氮浴

测量前应对样品进行真空脱气处理，当真空度达到要求时，充入已知体积的氮气，然后把液氮浴套在样品管上，当吸附达到平衡时，进行吸附测量，最后移开液氮浴，测量完毕。1

计算公式吸附气体体系中的粉末样品，在低温下，物质表面将发生物理吸附，其各量之间的关系服从BET方程，如下式：204，丽鸶浠一镑p/p0V(1-p/p0)=C-1/VmC*p/p0+1/VmC式中声为吸附平衡时吸附气体的压力，Pa；p0。为吸附温度下吸附气体的饱和蒸气压，Pa；Vm为单分层吸附气体量，cm；C为与吸附热和冷凝热有关的常数。在相对压力p/p0为O．05～O．35范围内，BET方程为线性关系。通过一系列相对压力和吸附气体量的测定，由(p/p0/[V(1一p/p0)]对p/p0。作图，便可得到一条直线，再由直线的斜率和截距求出样品的单层吸附量，再由下式计算出粉末的比表面积。S=VmóN/V0m

式中S为粉末质量比表面积，m2/g；ó为吸附气体分子横断面积，m；N阿佛加德罗常数6．022×10；V0为标准状态下1mol吸附气体的体积，22．414×10cm；m为试验样品的质量，g。

吸附气体选择通常选用氮为吸附气体，当测量的比表面很小时，常选用氩或氪作为吸附气体。

比表面积释文比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国标单位m2/g。理想的非孔性物料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积，如石棉纤维、岩（矿）棉、硅藻土等。测定方法有容积吸附法、重量吸附法、流动吸附法、透气法、气体附着法等。比表面积是评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质如石棉、矿棉、硅藻土及粘土类矿物工业利用的重要指标之一。石棉比表面积的大小，对它的热学性质、吸附能力、化学稳定性、开棉程度等均有明显的影响。

测量固体有一定的几何外形，借通常的仪器和计算可求得其表面积。但粉末或多孔性物质表面积的测定较困难，它们不仅具有不规则的外表面，还有复杂的内表面。通常称1g固体所占有的总表面积为该物质的比表面积S （specific surface area，m2/g）。多孔物比表面积的测量，无论在科研还是工业生产中都具有十分重要的意义。一般比表面积大、活性大的多孔物，吸附能力强。测定比表面积方法有气体吸附法和溶液吸附法两类。

粉尘粒子愈细，比表面积愈大。细粒子常常表现出显著的物理和化学活动性，如氧化、溶解、蒸发、吸附、催化以及生理效应等都能因细粒子比表面大而被加速。有些粉尘的爆炸危险性和毒性随粒度的减小而增加，原因即在于此。粉尘的润湿性和粘附性也与其比表面积相关联。2

技术标准国内关于比表面积测试的现行有效国家标准约有十几个，现列举几个比较常用的国家标准方法：

GB/T 19587-2004 《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》

GB/T 13390-2008 《金属粉末比表面积的测定 氮吸附法》

GB/T 7702.20-2008 《煤质颗粒活性炭试验方法比表面积的测定》

GB/T 6609.35-2009 《氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 第35部分：比表面积的测定 氮吸附法》

SY/T 6154-1995 《岩石比表面和孔径分布测定 静态氮吸附容量法》

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学