Ультрамикроскопия. Классический метод [80] определения размера коллоидных частиц за пределами разрешения оптического микроскопа — это использование затемненного поля наблюдения (ультрамикроскоп) с целью подсчета числа частиц в еди-'нице объема. Зная массу частиц на единицу объема, легко определить их средний диаметр.

Дерягин и сотр. [81] улучшили этот метод путем введения жидкостной техники для упрощения подсчетов. С тех пор и другие авторы ввели усовершенствование методики [82].

Уолш и др. [83] сконструировали жидкостной ультрамикроскоп с диапазоном измерения от 0,1 до 2,0 мкм. Используя детектирование и измерение интенсивности лазерного излучения (с применением фотоумножителя), они получили возможность измерять *также распределение по размерам. Их детекторное устройство 'Пригодно для материалов с пониженными показателями преломления, таких как глина, полимеры или частицы масла. Однако, оно непригодно для измерения размеров частиц материалов 'с высоким показателем преломления, например диоксида титана.

6.3.6. Методы определения площади поверхности

Газовая адсорбция. Зная площадь поверхности частицы на единицу веса и ее плотность, можно найти средний размер частицы. Так, если частица рассматривается как правильная сфера, то отношение объема к площади равно г/3, где г — радиус эквивалентной сферы.

Газовая адсорбция [84] — наиболее частый метод определения площади поверхности твердого тела. В принципе методика газовой адсорбции может применяться к любой системе газ — твердое тело, но на практике метод ограничен теми типами адсорбции, с которыми мы сталкиваемся.

Для определения площади поверхности необходимо иметь соответствующие значения площади поверхности адсорбирующейся молекулы и знать число молекул, образующих монослой. Уравнения для определения этих параметров зависят от природы сил взаимодействия между газом и твердым веществом. Если эти силы совершенно неспецифические, т. е. наблюдается физическая адсорбция, то монослойное покрытие можно рассмотреть с использованием полуэмпирического уравнения BET. Если, с другой стороны, наблюдается химическая адсорбция, то также получается монослой, но занятая адсорбированными молекулами площадь будет зависеть от строения кристаллической решетки атомов субстрата. Многие системы газ — твердое тело по типу адсорбции являются промежуточными, и им нелегко дать определение. Это справедливо, например, для активированных углей или глин. „

В классическом оборудовании для измерения площади поверхности используется вакуумная стеклянная посуда. Современное доступное промышленное оборудование обычно изготовляется из металла и использует электронные приборы вместо традиционных ртутных манометров и прибора Маклеода.

Площадь поверхности сорбции газов определяется из графика полной изотермы адсорбции с помощью таких автоматических приборов, как Carlo Erba's Sorptomatic или Micromerities Digisorb 2600. Хотя автоматика может уменьшить время обработки результатов, она не может изменить время достижения равновесного состояния. Для ускорения измерений приборы сконструированы таким образом, что в них заложены некоторые допущения относительно природы уравнения BET, что позволяет определять площадь поверхности по одной экспериментальной точке. Это относится к прибору Micromeritics 2200, использующему статистический метод, и прибору Perkin — Elmer's Sorpto-meter, использующему динамический адсорбционный метод. Оба прибора способны определить площадь поверхности менее чем за час после подготовки образца.


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒