Определение удельной поверхности методом электронной микроскопии

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ [c.135]

Значения удельной поверхности некоторых образцов кварца [82, 83], определенные с помощью метода электронной микроскопии (5(1), по адсорбции азота (5м) и по адсорбции криптона (5кг) [c.105]

Одним из наиболее важных направлений использования методов определения удельной поверхности такого типа является пспользование их для оценки размеров частиц. О существовании обратного соотношения между этими двумя характеристиками уже упоминалось, а в следующем разделе оно будет рассмотрено более детально. Методы адсорбции особенно удобно применять к порошкам, имеющим частицы размером менее 1 мк, когда методы оптической микроскопии неприменимы. Если, как это обычно бывает, порошок состоит из частиц различного размера, измерение удельной поверхности непосредственно позволит определить средний размер частиц. В то же время методы оптической или электронно-оптической микроскопии требуют изучения большого количества частиц, входящих в данный образец, чтобы затем можно было рассчитать средний размер. [c.33]

Известны различные методы определения удельной поверхности дисперсных тел. Наиболее широкое распространение в научной и производственной практике получили методы низкотемпературной адсорбции азота (БЭТ), газопроницаемости в различных режимах течения газа, электронной микроскопии, ртутной порометрии и кинетический метод (по скорости образования пироуглерода иа углеводородного газа) [1—3]. Рассмотрим кратко главные достоинства и недостатки для каждого из методов, В методе БЭТ главным методическим недостатком является то, что при выводе основного уравнения адсорбции не учитываются энергетическая неоднородность поверхности и взаимодействия молекул внутри адсорбционного слоя существует также некоторая неопределенность в величине посадочной площадки адсорбируемой молекулы [2], В работе [2] рассмотрены и другие ограничения применимости метода БЭТ. В последнее время разработаны экспресс-методы [4], значительно сократившие время измерения, К достоинствам метода относится возможность получения высокой точности самих измерений (но не его интерпретации). [c.117]

Сопоставление результатов определения удельной поверхности саж и других веществ, измеренных методом электронной микроскопии (5й) и по адсорбции азота (5 ), показывает, что полученные значения 5 хорошо коррелируют между собой (табл. 8). [c.136]

Следует, однако, отметить, что определенная методом электронной микроскопии удельная поверхность сажи является геометрической удельной поверхнос 1 ью, так как она рассчитывается нри допущении, что частицы сажи являются сферическими и их поверхность абсолютно гладкая. В действительности оба условия для сажи не выполняются, и в ряде случаев, особенно для саж из частиц с шероховатой поверхностью, метод электронной микроскопии дает сильно заниженные значения. Но, несмотря на определенную условность, геометрическая удельная поверхность является ценной характеристикой дисперсности сажи. [c.193]

Значения удельной поверхности модификаций кремния [59], определенные методом электронной микроскопии (.5 ) и по адсорбции азота (5к) [c.90]

В широком ряде исследований, проводимых на некоторых образцах кремнезема [59] (о которых уже говорилось ранее), делалась попытка определить реальную площадь поверхности методом электронной микроскопии, но при этом, чтобы площадь поверхности приравнять удельной поверхности, определенной по адсорбции азота, пришлось принять слишком большое значение [c.103]

Значения удельной поверхности образцов кремнезема [84], определенные методом электронной микроскопии (5 ) и методом адсорбции криптона (5кг) [c.106]

Прежде чем приступить к глубокому физико-химическому анализу любого процесса адсорбции, в первую очередь необходимо определить удельную поверхность адсорбента. Это можно сделать как в ходе самих адсорбционных измерений (адсорбционные методы определения удельной поверхности рассматриваются в следующей главе), так и с помощью ряда других методов, обсуждаемых ниже. Рамки этой книги не позволяют охватить все методы определения удельной поверхности. В частности, такие методы оценки размеров частиц и пор, как, например, оптическая и электронная микроскопия, дифракция рентгеновских лучей и методы, основанные на измерении проницаемости, здесь не рассматриваются. Подробные сведения по всем этим вопросам читатель может найти в работах [1, 2]. [c.416]

Основываясь на полученных результатах, можно представить себе такого рода общую картину. Значения удельной поверхности, вычисленные с помощью метода БЭТ по адсорбции азота, согласуются в пределах 10—20% с значениями, рассчитанными по размерам частиц, которые определяются методом электронной микроскопии. Расхождения между этими значениями не превышают, видимо, ошибки эксперимента и неточности вычислений. Распределение частиц сажи по размерам, неопределенность плотности, наличие внутренней поверхности и отклонение от сферичности — все это должно приниматься во внимание при оценке точности вычисления площади поверхности 5 , определяемой методом электронной микроскопии. В то же время на величину должны влиять экспериментальные ошибки адсорбционных измерений и ошибка в определении х,п по изотерме адсорбции. [c.88]

Вследствие того, что образцы сажи обладают непористой и равнодоступной поверхностью, они покрываются равномерной пленкой углерода. Поэтому привесы углерода на обоих образцах пропорциональны величинам их поверхностей. Удельная поверхность исследуемого образца вычисляется тогда ло известному значению поверхности эталона, измеренной независимым методом электронного микроскопа Определение геометрической удельной поверхности кинетическим методом дает результаты, практически совпадающие с данными прямых измерений поверхности по теневым проекциям частиц на электронно-микроскопических снимках. Опыт микроскопических измерений диаметров частиц показывает, что для частиц сажи, обладающих почти одинаковыми размерами во всех трех измерениях, среднестатистический диаметр частиц может быть приближенно вычислен как усредненный эквивалентный сферический диаметр . [c.183]

Действительная структура алюмосиликатных катализаторов была вскрыта в работе Киселева, Леонтьева, Лукьяновича и Никитина [62], применивших, помимо адсорбционного, также электронно-микроскопический метод. Объектами исследования служили две серии катализаторов различной обработки исходные, прокаленные в воздухе при 900° и обработанные перегретым водяным паром при 750°. Исследование в электронном микроскопе приготовленных двухступенчатым методом кварцевых или бериллиевых реплик сразу позволило убедиться в глобулярном строении катализаторов. Исходный образец первой серии состоял из шаровидных частиц диаметром около 150 А и меньше. Прокаливание на воздухе не приводило к изменению размеров частиц, но после обработки в атмосфере перегретого водяного пара последние вырастали до средних размеров около 450 А (фото 31). Эти частицы в первом приближении можно считать непористыми ввиду близких величин удельных поверхностей катализаторов, определенных адсорбционным и электронно-микроскопическим путем (например 80 и 60 соответственно для образца, обработанного водяным паром). Следовательно, порами являются зазоры между час- [c.148]

При оценке возможностей электронной микроскопии в определении глобулярной структуры гелей следует иметь в виду ряд ограничений метода. На ограниченные возможности определения формы и размеров частиц в связи с разрешающей способностью микроскопов будет указано далее (стр. 159). Впрочем, быстрый прогресс в области приборостроения и техники препарирования в электронной микроскопии позволяет надеяться, что в скором времени достигнутые пределы будут сдвинуты. Далее, электронно-микроскопическая методика не позволяет пока что оценить степени срастания частиц в гелях. В цитированных выше работах принималось, что частицы контактируют в точке. Это является идеализацией, особенно для гелей с плотной упаковкой частиц, к числу которых, вероятно, относятся тонкопористые силикагели. При сильном срастании частицы могут потерять индивидуальность и уже не будет оснований говорить о теле глобулярного строения. С другой стороны, электронный микроскоп не в силах обнаружить возможную шероховатость частиц молекулярного масштаба. Оба эти фактора — срастание частиц и их микрошероховатость — влияют в противоположных направлениях на величину полной удельной поверхности тела по сравнению с геометрической поверхностью, определяемой при помощи электронного микроскопа па основании схемы о совокупности контактирующих в точке частиц с гладкой поверхностью. Другими словами, уменьшение удельной поверхности реального тела за счет срастания его частиц в какой-то степени может компенсироваться их микрошероховатостью. Поэтому из факта близкого соответствия величин удельных поверхностей глобулярных тел, вычисленных адсорбционным и электронно-микроскопическим методами, выводить заключение о непористости образующих их частиц можно лишь с известной осторожностью. [c.152]

Было установлено, что дисперсная фаза мыльных смазках в большинстве случаев образована анизодиаметричными кристаллитами, имеюш,ими лентовидную, игольчатую, пластинчатую и т. п. форму. При длине обычно до 10 л толщина кристаллитов может составлять всего сотые доли микрона, так что для их морфологической характеристики наиболее подходящей является электронная микроскопия. Только в алюминиевых, некоторых кальциевых и натриевых смазках дисперсная фаза образована мелкими частицами мыла неправильной формы. Из 4>акта близкого соответствия величин удельных поверхностей частиц дисперсной фазы ряда смазок, определенных на основании электронных микрофотографий и адсорбционным методом, было выведено заключение, что волокна мыл представляют собой сплошные твердые частицы, не имеющие пор. [c.180]

Наиболее простое подтверждение корректности применения метода БЭТ для нахождения удельной поверхности дисперсных материалов — сравнение полученных значений со значением геометрической поверхности, определенной с помощью электронной микроскопии. Наиболее надежные результаты получаются при сравнении частиц сферической формы с гладкой поверхностью, поскольку фактор формы и шероховатость, которую трудно оценить с помощью электронного микроскопа, являются источником ошибок [18]. Отмечается, что лучше всего для подобных целей подходит непористая сажа, которая может быть получена с высокой степенью однородности частиц. [c.23]

В связи с возможностью исследования дисперсных материалов с помощью электронного микроскопа иногда высказывается мнение, что рентгеновские методы измерения дисперсности утратили свое значение. Но такое заключение недостаточно обосновано и неправильно. Эти два метода следует рассматривать как дополняющие, но отнюдь не исключающие друг друга. С помощью электрон -ного микроскопа можно получить более полную характеристику дисперсности путем определения кривой распределения кристаллов по размерам, что, правда, представляет собой трудоемкую задачу. Величина же средней дисперсности определяется рентгенографически, причем для этого можно использовать рентгенограмму, полученную при фазовом анализе. Исследование активной окиси магния, проведенное рентгеновской лабораторией и лабораторией технического катализа Института имени Л. Я. Карпова , показало, что величина средней дисперсности, определенная рентгенографически, хорошо согласуется с величиной удельной поверхности, определенной адсорбционным методом—значительно более трудоемким, чем рентгеновский. Результаты методической работы в этом направлении изложены в докладе Н. Г. Севастьянова (см. стр. 85). [c.18]

По величине частиц сажа занимает особое место среди пигментов. Ее частицы значительно меньше частиц всех остальных пигментов и близки по размерам к коллоидным. Определение размеров частиц сажи стало возможно только в последние годы в результате разработки методов измерения удельной поверхности частиц при помощи адсорбции. По удельной поверхности частиц можно вычислить и их размеры. Под электронным микроскопом можно непосредственно определять размеры частиц сажи. [c.278]

Растворы белков обладают многими свойствами, которые характерны для лиофильных коллоидных растворов. Молекулы белков не проходят через полупроницаемые мембраны, и это используется для их очистки от низкомолекулярных примесей при помощи диализа. Представляет большой интерес определение размеров, формы белковых молекул и молекулярных весов белков. Для этой цели используется целый ряд физико-химических методов. Так, белки в растворах седиментируют в ультрацентрифугах при ускорениях до 200 ООО g , величины констант седиментации колеблются от 1 Ю до 90—100 сек. Коэффициенты диффузии — в пределах от 0,1 10 до 10- 10 средний удельный объем — около 0,75 см г. Размеры и форму (асимметрию) частиц белка определяют, кроме того, методами светорассеяния, двойного лучепреломления в потоке, измерениями вязкости, коэффициента вращательной диффузии, но, по-видимому, наиболее точно — прямым наблюдением в электронном микроскопе в тех случаях, когда молекулы белка достаточно велики и когда удается преодолеть технические затруднения. Молекулярные веса, кроме названных выше способов, определяют методами осмометрии, гель-фильтрации, исследованием монослоев белков на поверхности жидкой фазы, светорассеяния и др. [c.30]

Для определения структурного индекса очень важно знать истинные значения дисперсности или удельной поверхности саж. В ранних работах для расчета структурного индекса использовали значение удельной поверхности, вычисленное по диаметру частиц, измеренному при помощи электронного микроскопа. Однако эта поверхность для ряда саж оказывается завышенной на величину площади контакта (сплавления) между частицами в структуре. Для таких саж удельная поверхность, измеренная методом адсорбции азота [c.62]

Ужесточение условий работы масла в узлах трения (рост удельных нагрузок и числа оборотов, повышение температуры), способствующее развитию химических реакций между компонентами масла и металлом трущихся поверхностей, а также между присадками и металлом, вызвало необходимость всестороннего и углубленного изучения таких взаимодействий. Исследования ведут с помощью самых современных методов [2—7], включая рентгеновскую дифрактометрию под разными углами в сочетании с рентгеновским микроанализом, сканирующей электронной микроскопией, оптической микроскопией и снятием шлифов с определением микро- [c.6]

Основными параметрами, характеризующими структуру и свойства адсорбента, являются удельная поверхность 5 и эффективный диаметр с1 пор. Размеры пор адсорбентов обычно не превышают 100 А и не могут быть измерены даже с помощью электронного микроскопа. Поэтому структуру адсорбентов можно изучить только косвенными методами. Наиболее распространенные методы определения 8 п й основаны на измерении адсорбции газов и паров. [c.418]

Важной практической проблемой является трансформация глобулярной модели с учетом реального строения пористых тел. Экспериментальные данные исследования морфологии пористых тел, основанные на методе электронной микроскопии, показывают, что вторичные частицы в зависимости от химической природы и способа синтеза катализатора (адсорбента) могут представлять собой глобулы, пластины, иглы и пр. различных размеров. Трансформация глобулярной модели на реальную осуществляется на основе следующих предпосылок а) соотношение плотной фазы и сформированного ею объема пор не зависит от строения первичных и вторичных частиц (суммарный объем пор и вес единичной гранулы катализатора не зависят от типа аппроксимации ее строения) б) суммарная поверхность первичных частиц при данном геометрическом размере зависит только от их числа (находится из экспериментально определенной удельной поверхности и веса единичной гранулы образца) в) число первичных частиц во вторичных зависит от типа их аппроксимации (в силу необходи- [c.146]

Помимо различных вариантов адсорбционного метода на практике получили распространение такие методы определения удельной поверхности твердых тел, как ртутная порометрия, электронная микроскопия, рентгеновский метод, метод газовой проницаемости в различных режимах течения газа и др. Каждый из перечисленных методов обладает своими достоинствами и недостатками. Сле цует только отметить одну из отличительных особенностей метода газовой проницаемости, имеющую иногда большое значение на практике, — возможность опредё-лять внешнюю геометрическую поверхность дисперсных тел [21]. [c.373]

В экспериментах использовались и другие твердые тела. Пикеринг и Экстром [54] изучали тот же самый образец ана-таза, который использовался Гаркинсом [55] в его более ранней классической работе по определению удельной поверхности. Они измеряли средний размер частиц на электронном микроскопе (было измерено 500 частиц) и, предполагая сферичность их формы, нашли, что 5 = 13,0 эта величина сравнима со значением 13,8 полученным Гаркинсом по методу адсорбции. Эвинг и Лиу [56] также работали с образцами анатаза и окиси цинка. Найденные ими значения удельной поверхности, определяемые методами электронной микроскопии и адсорбции, различаются не более чем на 20% (табл. 8). Разность этих величин не имела постоянного знака. [c.88]

Следовательно, удельная поверхность 5 вычисляется из значений ко только при условии, что можно оценить интеграл /. Для такой оценки явно необходимо выразить и в виде функции от г, т. е. требуется точное представление о форме потенциальной кривой (см. рис. 7). Однако кривые подобного вида до сих пор были рассчитаны только для относительно простых систем, например для атомов аргона, адсорбированных на графите, и только для открытых поверхностей или для твердых тел с весьма широкими порами. Более того, результаты расчетов удельной поверхности твердых тел заметным образом зависят от выбранной формы закона взаимодействия и от природы адсорбата, как это следует из работы Баркера и Эверета [20]. Эти авторы предложили улучшенную модель, в которой адсорбированная фаза рассматривается как двумерный газ (ом. гл. 5), а силы взаимодействия между адсорбированными молекулами, в расчет не принимаются. Этим путем они смогли получить значения удельной поверхности, которые близки (а одно, столбец б табл, 51, очень близко) к значениям, рассчитанным из размеров частиц, определенных по методу электронной микроскопии. Однако вычислительная техника весьма трудоемка, а некоторые исходные параметры, необходимые для вычисления интеграла,. новозможно полностью оценить независимым способом. [c.250]

Для многих ооразцов сажи наилюдаитин удинлехьиригельиис совпадение величин удельной поверхности, определенных по адсорбции азота и рассчитанных по уравнению БЭТ, с величинами, найденными методом электронной микроскопии (табл. И). [c.70]

В результате длительных исследований, проведенных многими авторами, Брунауер, Эмметт и Теллер разработали особенно удачный метод определения удельной поверхности твердых тел посредством адсорбции азота при низких температурах. Этот метод был успешно сверен сданными не зависимых друг от друга определений при помощи электронной микроскопии, рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами или измерения диффузии [1]. [c.28]

Известные методы определения гранулометрического состава порошков и пыли при помощи электронного микроскопа (седиментомет-рический), а также большое количество методов определения удельной поверхности порошков адсорбцией, смачиванием и растворением весьма сложны, трудоемки. [c.95]

Подробному и всестороннему исследованию подвергнут ненористый порошок апатаза — кристаллической двуокиси титана, примененной в многочисленных работах Гаркинса и его сотрудников, о которых будем говорить дальше подробнее. Отсутствие значительных пор в этом порошке было доказано определением его поверхности различными методами. Однако непосредственная оценка удельной поверхности из микроскопических измерений не может даже в этом случае дать вполне надежные результаты в связи с тем, что порошок не является достаточно монодис-персным и его отдельные крупинки образуют агрегаты неправильной формы, что было показано исследованием этого порошка при помоши электронного микроскопа. [c.174]

Удельная поверхность, определенная по указанному методу, в четыре-пять раз превышает удельную поверхность, определенную на приборе Т-3. Удельную поверхность такой дисперсной системы, как цемент, можно определить химическим, седиментацион-ным и микроскопическим методами, путем светорассеивания применения электронного микроскопа и при помощи турбидиметра. [c.297]

В курсе ко.я. юидной химии принято рассматривать только те оптические методы, которые используются в дисперсионном анализе (анализе дисперсности) для определения размера и формы частиц, удельной поверхности, концентрации дисперсной фа.зы. К этим методам относятся световая и электронная микроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др. [c.290]

Вопрос о соотношении между каталитической активностью и степенью дисперсности активного компонента является одним из центральных вопросов гетерогенного катализа. В применении к металлическим катализаторам на носителях решение этой проблемы требует ответа на следующие вопросы зависит ли каталитическая активность от размера частиц нанесенного металла является ли необходимым условием его каталитического действия наличие сформированной кристаллической решетки, обладающей свойствами массивного металла, и, наконец, существует ли оптимальный размер кристаллитов, обеспечивающий максимальную каталитическую активность. Еще в 30-х годах Данков и Кочетков (149] при изучении разложения Н2О2 и гидрирования этилена на платине обнаружили максимум активности при размерах кристаллов 40—50 А и быстрый спад до нулевой активности при диаметре 20 А. Оптимум дисперсности никеля на А1г0з при дегидрировании спирта обнаружил Рубинштейн [150] в обла-, сти 60—80 А. Как недавно отметил Бонд [151], проблема нанесенных металлических катализаторов долгое время оставалась незаслуженно забытой и только в последние годы тщательное исследование удельной каталитической активности, отнесенной к 1 поверхности металла, в сочетании с различными физическими методами определения дисперсности металла (электронная микроскопия, рентгеновское уширение линий, магнитный метод, хемосорбция Н2 и СО и др.) приблизило нас к более глубокому пониманию поставленных вопросов. Тем не менее и сегодня они остаются дискуссионными. [c.51]

Физические и химические свойства белков, Р-ры Б. обладают рядом свойств, характерных для лиофильных коллоидных р-ров. Частицы Б. не проходят через полупроницаемые мембраны, что используется для их очистки от низко-молекулярных соединений диализом. Наличие на поверхности частиц Б. многочисленных полярных групп обусловливает их значительную гидратацию. Так, количество гидратационной воды, связанной с альбуминами и глобулинами, составляет 0,2—0,6 г на 1 г сухого веса Б. В определенных условиях Б. образуют гели (студни). Во многих случаях Б. удается получить в кристаллич. виде. Б. в р-рах седимен-тируют в ультрацентрифугах при ускорении порядка 200 000 константы седиментации (s) Б. находятся в пределах от l-10 i до lOO-lO i сек. Коэфф. диффузии Б. О,МО —10-10 см /сек средний удельный объем 0,75 см г. Эти физико-химич, характеристики используются для определения мол. веса Б., а также степени асимметрии их молекул е/а, где в и а — продольная и поперечная полуоси гидродинамически эквивалентного эллипсоида, приближенно принимаемого за форму молекулы Б. Мол. вес Б. — от 5000 до нескольких миллионов, в/а — от 1 до 200. Для определения мол. весов и размеров молекул Б. широко применяется метод светорассеяния. Мол. веса могут быт1> определены также методом осмометрии, методом исследования монослоев на поверхности жидкой среды. Размеры молекул Б. определяются методом двойного лучепреломления в потоке, измерением коэфф. вращательной диффузии. Макромолекулы некоторых Б. наблюдались в электронном микроскопе. Для изучения структуры Б. широко применяется метод рентгеноструктурного анализа и электронографии. [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология