吸附常數(shù)檢測

吸附常數(shù)是表征吸附劑（如活性炭、沸石分子篩、硅膠、樹脂等）對特定吸附質（氣體或溶液中的分子、離子）吸附能力的關鍵熱力學參數(shù)。它定量描述了在一定溫度下，吸附達到平衡時，吸附質在吸附劑表面濃度（吸附量）與其在流體相（氣相或液相）中濃度或壓力之間的關系。理解并準確測定吸附常數(shù)對于評估吸附材料性能、優(yōu)化吸附工藝（如水處理、氣體凈化、催化、藥物緩釋、色譜分離等）、進行環(huán)境風險評估（如土壤/沉積物對污染物的吸附行為）以及開發(fā)新型吸附材料具有至關重要的意義。

檢測項目

吸附常數(shù)檢測的核心目標是獲取描述吸附平衡關系的模型參數(shù)。主要項目包括：

1. 吸附等溫線： 這是最基礎的檢測項目。它是在恒定溫度下，測定吸附劑的平衡吸附量（q_e）隨吸附質平衡濃度（C_e, 液相）或平衡壓力（P, 氣相）變化的曲線。

2. 吸附模型參數(shù)擬合： 通過對實驗測得的吸附等溫線數(shù)據(jù)點進行數(shù)學擬合，求解不同吸附模型中的常數(shù)。最常用的模型及其對應的吸附常數(shù)包括：

• Langmuir模型： 表征單分子層吸附。主要參數(shù)為最大吸附容量（Q_m）和Langmuir吸附常數(shù)（K_L），反映吸附強度。
• Freundlich模型： 適用于非均質表面的多層吸附。主要參數(shù)為吸附容量常數(shù)（K_F）和非線性指數(shù)（1/n），反映吸附能力和吸附等溫線的非線性程度。
• Temkin模型： 考慮吸附質-吸附劑相互作用導致的吸附熱隨覆蓋度線性下降。主要參數(shù)為Temkin常數(shù)（B_T）和平衡結合常數(shù)（A_T）。
• 其它模型： 如Redlich-Peterson、Sips、BET（主要用于物理吸附比表面積和孔徑分析）等模型也有各自的特征常數(shù)。

3. 熱力學參數(shù)（可選/衍生）： 通過測定不同溫度下的吸附常數(shù)，可以進一步計算吉布斯自由能變（ΔG°）、焓變（ΔH°）和熵變（ΔS°），揭示吸附過程的驅動力（自發(fā)/非自發(fā)）、吸/放熱本質以及固液界面有序度變化。

檢測儀器

根據(jù)吸附質狀態(tài)（氣相或液相）和實驗精度要求，主要使用以下儀器：

1. 氣相吸附：

• 物理吸附分析儀： 最常用的是基于靜態(tài)容量法或靜態(tài)重量法的全自動儀器（如Micromeritics ASAP系列、Quantachrome Autosorb系列、BELSORP系列）。它們通過精確控制氣體壓力和測量吸附前后氣體量的變化（容量法）或樣品重量的變化（重量法），獲得高精度的吸附等溫線，尤其適合N₂, Ar, CO₂等氣體在77K或87K下的物理吸附分析（測定比表面積、孔徑分布等），也可用于特定蒸汽或氣體的吸附常數(shù)的測定。
• 氣相色譜儀： 結合特定的吸附劑裝填柱，通過脈沖色譜或迎頭色譜技術，可以測定氣體或蒸汽在吸附劑上的吸附等溫線和吸附常數(shù)。

2. 液相吸附：

• 恒溫振蕩器/搖床： 最常用的基礎設備。將已知量的吸附劑與不同初始濃度的吸附質溶液置于密閉容器（如錐形瓶、離心管）中，在恒定溫度下振蕩以達到吸附平衡。然后通過離心或過濾分離固液相。
• 紫外-可見分光光度計/原子吸收光譜儀/離子色譜儀/高效液相色譜儀/總有機碳分析儀等： 用于測定分離后液相中殘余吸附質的濃度（C_e）。
• 精密天平： 用于精確稱量吸附劑和配制溶液。
• pH計： 監(jiān)測和控制溶液pH值（對離子吸附至關重要）。
• 恒溫離心機： 用于高效分離固液相。
• （自動化程度更高） 某些專用吸附分析儀或流動注射分析系統(tǒng)也可用于液相吸附動力學和等溫線的部分自動化測定。

檢測方法

吸附常數(shù)檢測的核心在于獲得可靠的吸附等溫線數(shù)據(jù)點。基本步驟如下（以液相吸附為例）：

1. 吸附劑預處理： 根據(jù)材料特性，可能需要清洗、干燥、研磨過篩、活化（如真空脫氣、高溫焙燒）以去除雜質和吸附的水分/氣體，確保表面狀態(tài)一致。

2. 吸附質溶液配制： 配制一系列不同初始濃度（C₀）的吸附質溶液。濃度范圍應覆蓋從遠低于到接近（或超過）預期的吸附飽和點。

3. 吸附實驗：

• 在多個平行容器中，準確稱取等量的預處理吸附劑（m）。
• 向每個容器中加入固定體積（V）但不同初始濃度（C₀₁, C₀₂, ..., C_0n）的吸附質溶液。
• 設置適當?shù)恼袷幩俣?、溫度（T）和反應時間（t，需預先通過動力學實驗確定達到平衡所需時間）?？刂脐P鍵條件如pH、離子強度（如需）。
• 進行空白對照實驗（不加吸附劑，相同條件）。

4. 平衡分離與濃度測定：

• 達到預定時間后，將混合物離心或過濾，徹底分離固液相。
• 使用合適的分析儀器測定上清液/濾液中吸附質的平衡濃度（C_e）。空白對照用于校正容器壁吸附或溶質揮發(fā)等造成的誤差。

5. 吸附量計算： 根據(jù)物料平衡計算平衡吸附量（q_e，單位通常為 mg/g 或 mmol/g）：
q_e = (C₀ - C_e) * V / m

6. 繪制等溫線與模型擬合： 以 C_e 為橫坐標，q_e 為縱坐標，繪制吸附等溫線。利用專業(yè)軟件（如Origin, SigmaPlot等）或內置算法，將實驗數(shù)據(jù)點用Langmuir、Freundlich等模型進行非線性回歸擬合，得到相應的吸附常數(shù)（Q_m, K_L, K_F, 1/n 等）及擬合優(yōu)度評價（如 R², RSS, χ²）。

氣相吸附（如物理吸附分析儀）的過程高度自動化，儀器通過程序控制氣體壓力升降，自動記錄吸附/脫附量，直接生成等溫線并進行BET等分析。

檢測標準

吸附常數(shù)檢測遵循的標準取決于具體的應用領域、吸附質/吸附劑類型以及檢測方法（氣相/液相）：

1. 物理吸附（比表面積與孔徑分析 - 氣相）：

• ISO 9277:2010 Determination of the specific surface area of solids by gas adsorption — BET method. (國際標準)
• ASTM D3663-03(2020) Standard Test Method for Surface Area of Catalysts and Catalyst Carriers. (美國材料與試驗協(xié)會標準)
• ASTM D4222-03(2016) Standard Test Method for Determination of Nitrogen Adsorption and Desorption Isotherms of Catalysts and Catalyst Carriers by Static Volumetric Measurements. (美國材料與試驗協(xié)會標準)
• GB/T 19587-2017 氣體吸附BET法測定固態(tài)物質比表面積.

  檢測機構資質證書

  

  CMA認證

  檢驗檢測機構資質認定證書

  證書編號：241520345370

  有效期至：2030年4月15日

  

  CNAS認可

  實驗室認可證書

  證書編號：CNAS L22006

  有效期至：2030年12月1日

  

  ISO認證

  質量管理體系認證證書

  證書編號：ISO9001-2024001

  有效期至：2027年12月31日
  吸附常數(shù)檢測 大氣物理參數(shù)測量檢測 鋼絲鍍層的試驗檢測 機械性能（變形試驗）檢測 巷道斷面積和周長參數(shù)測量檢測 允許的低值鋼絲根數(shù)檢測 機械性能（極限強度）檢測 土密度檢測 吸水率（δ）檢測 鋼絲繩直徑（不圓度）檢測 聯(lián)系我們 壓力表檢測 瓷磚檢測 輪胎檢測 藥品檢測要去哪里 材料檢測 中科光析科學技術研究所簡介 家具檢測 油品檢測 吸濕性測定 壓力表檢測 家具檢測 鞋類檢測 中央空調檢測 HLB值
  下一篇： 返回列表 上一篇： 大氣物理參數(shù)測量檢測
  

  關于我們

  

  部分儀器

  

  合作客戶