Удельная площадь поверхности ( УПП ) — это свойство твердых тел, определяемое как общая площадь поверхности (ОП) материала на единицу массы [ 1] (в единицах м 2 /кг или м 2 /г). Альтернативно, ее можно определить как ОП на единицу твердого тела или насыпного объема [2] [3] (в единицах м 2 /м 3 или м −1 ).
Это физическая величина, которая может быть использована для определения типа и свойств материала (например, почвы или снега ). Она имеет особое значение для адсорбции , гетерогенного катализа и реакций на поверхностях .
Значения, полученные для удельной площади поверхности, зависят от метода измерения. В методах, основанных на адсорбции, размер молекулы адсорбата (молекулы зонда), открытые кристаллографические плоскости на поверхности и температура измерения влияют на полученную удельную площадь поверхности. [4] По этой причине, в дополнение к наиболее часто используемому методу адсорбции Брунауэра-Эммета-Теллера (N 2 -BET), было разработано несколько методов для измерения удельной площади поверхности дисперсных материалов при температуре окружающей среды и в контролируемых масштабах, включая окрашивание метиленовым синим (MB), адсорбцию этиленгликольмоноэтиловым эфиром (EGME), [5] электрокинетический анализ адсорбции комплексных ионов [4] и метод удерживания белка (PR). [6] Существует ряд международных стандартов для измерения удельной площади поверхности, включая стандарт ISO 9277. [7]
SSA можно просто рассчитать из распределения размера частиц , сделав некоторые предположения о форме частиц. Однако этот метод не учитывает поверхность, связанную с поверхностной текстурой частиц.
SSA можно измерить путем адсорбции с использованием изотермы БЭТ . Это имеет преимущество измерения поверхности тонких структур и глубокой текстуры на частицах. Однако результаты могут заметно отличаться в зависимости от адсорбированного вещества. Теория БЭТ имеет присущие ей ограничения, но имеет преимущество в том, что она проста и дает адекватные относительные ответы, когда твердые вещества химически схожи. В относительно редких случаях для улучшения согласованности результатов могут применяться более сложные модели, основанные на термодинамических подходах или даже квантовой химии, но за счет гораздо более сложных расчетов, требующих от оператора передовых знаний и хорошего понимания. [8]
Это зависит от соотношения между удельной площадью поверхности и сопротивлением потоку газа пористого слоя порошка. Метод прост и быстр, и дает результат, который часто хорошо коррелирует с химической реактивностью порошка. Однако он не позволяет измерить большую часть глубокой текстуры поверхности.