دستگاه BET
با تجهیز مرکز تحقیقات مهندسی و علم مواد به دستگاه اندازهگیری سطح BET، توزیع و دانسیته سایتهای فعال، خواص جذبی نانو ذرات، مکانیزم، دمای احیای نانو اکسیدهای فلزی وپارامترهای مورد نیاز واکنش، نظیر انرژی فعالسازی، از مهمترین مشخصههایی هستندکه میتوانند مورد بررسی قرار گیرند.
این دستگاه بیشتر آنالیزها بر مبنای جذب فیزیکی یا شیمیایی و تکنیکهای برنامهریزی شده دمایی صورت میگیرد که این تکنیکها در تعیین مشخصات کاتالیستها، نانوکاتالیستها، نانو جاذبها، نانوفیلترها و غشاءها، نانو الیاف، نانو لولهها و لایههای نازک قابل استفاده است.
این دستگاه با برنامه دمایی(TPR) و دفع با برنامه دمایی(TPD) به عنوان دیگر قابلیت دستگاه BET مرکز تحقیقات مهندسی و علم مواد آماده ارائه خدمات پژوهشي به دانشجويان، اعضای هيأت علمي و پژوهشگران مي باشد.
روش BET چیست؟
این روش برای اندازه گیری مساحت ویژه و چگالی نانو لوله ها استفاده می شود. اصول کار با این دستگاه براساس اندازه گیری میزان جذب گاز خنثی مانند نیتروژن در دمای ثابت در سطح نانو لوله ها می باشد. چون اندازه گیری مساحت ویژه برای نانو آئروسلها سخت و مشکل ساز است درحال حاضر روش BET جایگزین روش TEM شده است.
تئوری BET توسط استفان برونر، پائول ایمت وادوارد تلر در سال 1938 طراحی ( که خلاصه اول فامیلی آن ها به صورت BET می باشد که در حقیقت توسعی از ایزوترم لانگمویر می باشد) توصیف و ارائه گردیده است.
معمولا ایزوترم لانگمویر بر اساس جذب تک لایه مولکول های گاز بر روی یک سطح جامد با فشار متوسط گاز در دمای ثابت بیان می گردد که θ کسر پوشش داده شده سطح جاذب، α مقدار ثابت و P فشار گاز است، θ به صورت زیر تعریف می گردد.
αP/1+ αP = θ
معمولا در فرایند جذب سطحی، اتم ها و یا مولکول های گاز بر روی یک سطح جامد جذب خواهند شد و مقدار گاز جذب شده بر روی سطح جامد به میزان سطح در معرض تماس، دما، فشار گاز و قدرت برهم کنش گاز و جامدبستگی دارد.
معمولا در تکنیک BET، نیتروژن به دلیل ارزانی و در دسترس بودن با خلوص بالا و بر همکنش قوی با اکثر جامدات مورد استفاده قرار می گیرد.
همچنین به دلیل برهمکنش ضعیف بین گازها و فازهای جامد، سطح جامد سرد می شود تا مقدار قابل توجهی نیتروژن بر روی سطح جامد جذب شود، مقدار ثابت و معلومی از گاز نیتروژن به صورت مرحله ای به سل نمونه وارد می گردد که این گاز نیتروژن دارای فشاری کمتر از اتمسفر می باشد، که برای اینکار باید خلا نسبی برقرار گردد، بعد از فشار اشباع و رسیدن به موقعیت اشباع که تمام جایگاه های فعال اشغال شده باشند- جذب سطحی بیشتری اتفاق نمی افتد، در طول فرآیند جذب سطحی آشکار سازهای ثبت کننده تغییرات فشار گاز را اندازه گیری خواهند کرد. بعد از اینکه لایه های جذب سطحی شده تشکیل شده اند نمونه از اتمسفر نیتروژن دور خواهد شد و با گرما دادن فاز جامد گاز نیتروژن جذب سطحی شده از سطح آن دفع خواهد شد و اندازه گیری خواهد شد و سپس گازنیتروژن جذب سطحی شده بصورت تابعی از فشار نسبی رسم خواهد شد.
همچنین برای سینتیک جذب انواع گازها نیز میتوان از این دستگاه استفاده نمود
گازهای قابل استفاده:
نیتروژن
اکسیژن
هیدروژن
کربن منو اکسید(با احتیاط)
هایم
آرگون