Удельная поверхность ( SSA ) — это свойство твердых тел , определяемое как общая площадь поверхности (SA) материала на единицу массы [1] ( с единицами измерения м 2 /кг или м 2 /г). Альтернативно, его можно определить как SA на твердый или объемный объем [2] [3] (единицы м 2 /м 3 или м -1 ).
Это физическая величина, которую можно использовать для определения типа и свойств материала (например, почвы или снега ). Особое значение он имеет для адсорбции , гетерогенного катализа и реакций на поверхности .
Полученные значения 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 измерения удельной поверхности сыпучих материалов при температуре окружающей среды и в контролируемых масштабах. включая окрашивание метиленовым синим (MB), адсорбцию моноэтилового эфира этиленгликоля (EGME), [5] электрокинетический анализ адсорбции комплексных ионов [4] и метод удержания белка (PR). [6] Существует ряд международных стандартов для измерения удельной площади поверхности, включая стандарт ISO 9277. [7]
SSA можно просто рассчитать на основе распределения частиц по размерам , сделав некоторые предположения о форме частиц. Однако этот метод не учитывает поверхность, связанную с текстурой поверхности частиц.
SSA можно измерить путем адсорбции с использованием изотермы БЭТ . Преимущество этого метода заключается в измерении поверхности мелких структур и глубокой текстуры частиц. Однако результаты могут заметно различаться в зависимости от адсорбированного вещества. Теория БЭТ имеет присущие ей ограничения, но имеет то преимущество, что она проста и дает адекватные относительные ответы, когда твердые тела химически схожи. В относительно редких случаях для улучшения согласованности результатов можно применять более сложные модели, основанные на термодинамических подходах или даже квантовой химии, но за счет гораздо более сложных расчетов, требующих глубоких знаний и хорошего понимания со стороны оператора. [8]
Это зависит от соотношения между удельной площадью поверхности и сопротивлением газовому потоку пористого слоя порошка. Этот метод прост и быстр и дает результат, который часто хорошо коррелирует с химической активностью порошка. Однако он не может измерить большую часть глубокой текстуры поверхности.