系統溫度越高,分子擴散運動(dòng)越快,因此脫氣效果越好。
通常儀器配備的脫氣站加熱溫度可達 400 ℃,但是選擇脫氣溫度的首要原則是不破壞樣品結構。一般來(lái)說(shuō),氧化鋁、二氧化硅這一類(lèi)氧化物的安全脫氣溫度可達 350 ℃;大部分碳材料和碳酸鈣的安全脫氣溫度在 300 ℃左右;而水合物則需要低得多的脫氣溫度。對于有機化合物,也可以通過(guò)脫氣站進(jìn)行預處理,但是大部分有機化合物的軟化溫度和玻璃化溫度較低,因此必須提前加以確認。例如在醫藥領(lǐng)域常用的硬脂酸鎂,美國藥典(USP)規定的脫氣溫度為 40 ℃。
如果脫氣溫度設置過(guò)高,會(huì )導致樣品結構的不可逆變化,例如燒結會(huì )降低樣品的比表面積,分解會(huì )提高樣品的比表面積。但是如果為了保險,脫氣溫度設置過(guò)低,就可能使樣品表面處理不干凈,導致分析結果偏小。
因此在不確定脫氣溫度的情況下,建議使用化學(xué)手冊,如 theHandbook ofChemistry andPhysics(CRC,BocaRaton,Florida),以及各標準組織發(fā)布的標準方法,如 ASTM,作為相關(guān)參考。脫氣溫度的選擇不能高于固體的熔點(diǎn)或玻璃的相變點(diǎn), 建議不要超過(guò)熔點(diǎn)溫度的一半。當然,如果條件許可,使用熱分析儀能夠得到適合的脫氣溫度。一般而言,脫氣溫度應當是熱重曲線(xiàn)上平臺段的溫度。
與脫氣溫度對應的是脫氣時(shí)間。脫氣時(shí)間越長(cháng),樣品預處理效果越好。脫氣時(shí)間的選擇與樣品孔道的復雜程度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),孔道越復雜,微孔含量越高,脫氣時(shí)間越長(cháng);選擇的脫氣溫度越低,樣品所需要的脫氣時(shí)間也就越長(cháng)??梢酝ㄟ^(guò)在相同脫氣溫度下,分析樣品的 BET 結果變化來(lái)確定脫氣時(shí)間。如果在不同的脫氣時(shí)間(2 小時(shí),4 小時(shí)和 6 小時(shí))得到的 BET 結果相同,肯定選擇脫氣時(shí)間最短的;如果變化不大,則需要選擇折衷的方案;如果 BET 結果隨脫氣時(shí)間延長(cháng)不斷變大,說(shuō)明孔道復雜,深層次有因氫鍵結合的吸附水分子,暴露了被堵塞的孔道及面積。對于一般樣品,IUPAC 推薦脫氣時(shí)間不少于 6 小時(shí),而那些需要低溫脫氣的樣品則需要長(cháng)得多的脫氣時(shí)間。對一些微孔樣品,脫氣時(shí)間甚至需要在 12 小時(shí)以上。但是作為特例,美國藥典(USP)規定硬脂酸鎂的脫氣時(shí)間就僅為 2 小時(shí)。
由于脫氣溫度、脫氣時(shí)間以及脫氣真空度都與比表面積值有關(guān),所以 BET 結果存在誤差是不可避免的。所以,測樣時(shí)需要固定樣品處理條件進(jìn)行相對比較。與文獻值比較時(shí),也要注意文獻上的樣品預處理和分析條件。
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