MFI分子筛合成BET容量法测定固体比表面

实验七MFI分子筛的合成及BET容量法测定固体的比表面一实验目的1、熟习惯例分子筛的合成方法2、熟习惯例分子筛的表征方法之一—比表面的测定3、熟习和掌握F-Sorb3400比表面积及孔径剖析仪和样品办理机的使用方法4、认识BET多层吸附理论在测定比表面中的应用二实验内容MFI分子筛的合成和比表面测定三、比表面的测定原理BET法测定比表面是以氮气为吸附质，以氦气或氢气作载气，两种气体按必定比率混合，达到指定的相对压力，而后流过固体物质。当样品管放入液氮保温时，样品即对混淆气体中的氮气发生物理吸附，而载气则不被吸附。这时屏幕上即出现吸附峰。当液氮被取走时，样品管从头处于室温，吸附氮气就脱附出来，在屏幕上出现脱附峰。最后在混淆气中注入已知体积的纯氮，获得一个校订峰。依据校订峰和脱附峰的峰面积，即可算出在该相对压力下样品的吸附量。改变氮气和载气的混淆比，能够测出几个氮的相对压力下的吸附量，进而可依据BET公式计算比表面。BET公式：(9-1>式中，P——氮气分压，<Pa）P0——吸附温度下液氮的饱和蒸气压，<Pa）Vm——样品上形成单分子层需要的气体量，<mL）V——被吸附气体的整体积，<mL）C——与吸附有关的常数。以对作图可得向来线，其斜率为,截距为,由此可得：(9-2>若已知每个被吸附分子的截面积，可求出被测样品的比表面，即：(9-3>式中，Sg——被测样品的比表面，m2/gNA——阿佛加得罗常数，<nm）2Am——被吸附气体分子的截面积，W——被测样质量量，g。BET公式的合用范围为：p/p0=0.05~0.35,这是由于比压小于0.05时，压力大小成立不起多分子层吸附的均衡，甚至连单分子层物理吸附也还未完整形成。在比压大于0.35时，由于毛细管凝集变得明显起来，因此破坏了吸附均衡。四、MFI分子筛的合成1/6分子筛概括分子筛是一类拥有选择性吸附性质的资料，分子筛的孔径与一般分子大小相当，能够起到筛分流体分子的作用，故称之为分子筛。MFI分子筛是分子表达式为<︱Na+n(H2O>16︱〔AlnSi96-nO192〕-MFI）、骨架由硅(铝>氧四周体经过公用极点氧桥形成的一类分子筛以下列图：MFI分子筛宽泛应用于石油化工、煤化工与精美化工等催化领域。MFI分子筛的合成用四丙基溴化铵<TPABr）作为模板剂，以硅酸钠作为硅源，依据以下配比Na2O:0.03Al2O3:SiO2:295H2O<摩尔比），先进行胶态晶种的制备，再制备MFI分子筛。在上述摩尔配比下计算出的原料及模板剂用量见表1表1原料及换算值试剂分子式分子量用量<mol）用量<g）备注硅酸钠Na2SiO3﹒9H2O284.220.012.84三氧化二铝Al2O3101.960.011.02模板剂-四丙基溴化铵H2O1.5TPABr水1829553ml其他Na2O62SiO260.08实验步骤：将53ml水中加入2.84g硅酸钠和1.5gTPABr，搅拌均匀，迟缓加入1.02g三氧化二铝，调理PH10.5～11。再磁力搅拌1h，将物料置于有PTFE衬里的不锈钢釜中，180℃烘箱加热晶化48～72h；以后用去离子水洗直至中性，真空抽滤，105℃干燥3h；研磨产物，用BT－2003激光粒度散布仪测试粒度散布。五样品办理机的使用方法样品办理机构造图1.进气口<反面）2.进气口旋钮3.出气口旋钮4.1号加热包电源开关5.出气口<反面）6.真2/6空表7.电源总开关8.2号加热包电源开关9.真空泵10.2号加热包温控表1号加热包温控表12.2号加热包13.1号加热包14.样品管接头<塑料管）使用步骤及注意事项★装样品管将塑料管套在样品管上，而后放在加热包中，用夹子将加热包口夹住。两个加热包分别能够不一样温度同时办理，同时抽真空。注意：不用的一路须接同样品管，不然漏气。★加热第一翻开电源总开关。其次翻开要加热的一路对应的开关。最后进行温度设置，详细操作见附录。★抽真空第一将进气口和出气口的旋钮拧紧<顺时针）。其次翻开真空泵，渐渐拧开出气口旋钮<逆时针），必定要慢，防备样品被吹走，此时真空表指针会慢慢地上涨，上涨不可以太快，向来拧到压力不再降落为止。假如要通保护气体，以前要将气源接在进气口，真空表压力停止降落时，渐渐翻开进气阀，方法和翻开出气阀同样。假如不通保护气体，进气阀不可以够翻开。注意：拧开出气口或许进气口旋钮时必定要慢，速率能够经过真空表指针的上涨或许降落察看。★停止加热样品办理结束时，先停止加热，让样品冷却至常温。此时先不要封闭真空泵。假如通保护气体，保护气体也不可以封闭。★停止抽真空待样品冷却到常温时，先将出气口和进气口旋钮拧紧，而后封闭真空泵，待真空表指针恢复到“0”时再取下样品管。★拿出样品管拿出的样品若还没冷却至常温，应当移入干燥器中冷却，而后再称量重量。六F-Sorb3400比表面积及孔径剖析仪的使用方法实验条件<仪器和试剂）F-Sorb3400型比表面和孔径测定仪1套<含微机与打印）；氮气瓶1个；氦气瓶1个；液氮罐<6L）1个；剖析天平1台；α—氧化铝<色谱纯）；实验流程图采纳F-Sorb3400型比表面测和孔径定仪，用BET法测定比表面。流程以下列图所示。热导池；皂末流速记。2.仪器构造与软件设置测试主机一共路，下列图是对于测试管路与软件设置之间的对应关系图。3.实验步骤3.1样品办理★样品管称量装样前第一称量样品管质量，注意检查样品管能否洁净，能否破坏。★装样品第第第第用配套的漏斗装样品，样品一定装入样品管底部的粗管中。假如样品颗粒较大，能够不用漏斗，不行将样品粘在样品管两头细管的管壁上，不然对吸附有影响。称量样品的质量依据实质比表面积确立，大比表面积称少许，小比表面积可尽量多称，但样品的体积不可以超出样品管容积的2/3。★样品烘干温度要求：一般样品最低烘干温度为105度，这时样品中的水分子才能沸腾。假如不可以确立烘干温度，可依据样品的耐温程度确立，测比表面积一般在150度左右。真空度要求：测比表面积一般不用抽真空，孔多时，建议抽真空；丈量孔径散布时，都要抽真空。样品办理不可以用鼓风干燥箱鼓风。办理时间：3小时左右，可依据实质调理。★样品称量样品烘干后从烘箱中拿出快速移入干燥器中冷却至常温，而后再称量样品和管的总质量，最后计算出样品的实质质量，即样质量量＝样品和样品管总质量—样品管质量<单位：毫克）3.2测试前准备★安装样品管将办理好的样品装入测试仪器，注意样品管接头是金属材质，不要将管子磕破。★注意：4路中不测的一路一定接同样品管；★通气主机通电前第一通气，将两路气体压力分别调理在0.16MPa，通气时间最少5分钟，仪器长久不用则通气时间长一些，免得热导池破坏。★热导池预热通气一段时间后，再调理气压值至0.16MPa<开始气压会有所降落，须多次调理），点击“热导池预热”<图1），系统自动调理流量到必定值，热导池通电预热，预热需要30分钟左右。实验设置按钮热导池预热按钮3.3实验参数设置热导池预热过程中能够进行实验参数设置，点击“实验设置”<图1），出现一个参数设置界面，以下对BET测试方法参数设置进行详尽介绍。BET法测试图1图2为BET测试参数设置界面，BET测试P/P0在0.05—0.35之间选3—5个点，软件中已经在此范围均匀选了7个点，只要在要测的点前打勾即可，BET法测试最少选3个点。若选一个点或两个点，得出的结果不过单点BET结果。定量管体积已经提早效准，不能变动，自己也能够用标准样品从头校准。测炭黑比表面积时，假如还要测其外比表面积，须在炭黑前打勾，不然没有所要的数据。不测的一路除接一空管外，在实验设置中必须将该路样质量量写为“0”。★注意：多点BET测试最少选3个点，单点BET只要选一个点<0.20或0.25点）；4/6软件中的样品名称和质量设置要与测试管路中被测样品一一对应；不测的一路一定装一空样品管，参数设置中对应的这一路样质量量写为是“0”BET实验样品测试先察看气压表能否显示在0.16MPa，实验设置能否正确无误，点击“开始测试”<图3）。测碳黑外比表面积在此打系统自动进行一次复位操作，检查全部能否正常，而后系统提示能否进行实验，点“是”则勾自动调理流量开始测试。开始测试测试过程中，软件设置内容没法变动，设置图标显灰色，假如中间要停止实验，先点击“结束实验”<图4），待程序结束后，此时不设测质置量图需写标为变0亮，再封闭软件窗口，程序未结束时不行强迫封闭窗口，免得数据丢掉。测试过程中，能够经过改变图5坐标轴大小调整曲线的显示比率。图3结束实验★注意：整个测试过程中气压即便有略微的颠簸也不行调理；不行强迫封闭程序；实验结束后，先关掉主机电源，过几分钟再封闭气源选点5.数据剖析BET结果举例图4图2图5图6是BET测试脱附曲线，左一是定量管脱附曲线，其他从左往右挨次是第一路到第四路样品的脱附峰。依据实质状况能够对获得的数据进行挑选，经过改变坐标轴范围<图5）来调理曲线的显示比率(图6>，以此来察看样品的脱吸附状况。经过察看BET曲线的线性拟合度判断每个P/P0点的测试状况，能够将离曲线远的点去掉，以达到更好的拟合。点击图7中的“实验设置”，在图8中能否计算下选摘要参加计算的数据，双击“是”<否）就会变为“否”<是），选择以后点“确立”，而后点击图7中的“从头计算”，软件就会自动计算得出结果。图9是BET法测试获得的曲线图以及有关数据。数据保留实验过程中，开始测完一个P/P0点，软件会依据填写