比表面积定义为单位质量物质的总表面积，国际单位是(m²/g)，主要是用来表征粉体材料颗粒外表面大小的物理性能参数，例如粉末、纤维、颗粒、片状、块状等材料。实践和研究表明，比表面积大小与材料其它的许多性能密切相关，如吸附性能、催化性能、表面活性、储能容量及稳定性等，因此测定粉体材料比表面积大小具有非常重要的应用和研究价值。材料比表面积的大小主要取决于颗粒粒度，粒度越小比表面积越大；同时颗粒的表面结构特征及形貌特性对比表面积大小有着显著的影响，因此通过对比表面积大小的测定，可以对颗粒以上特性进行参考分析。

研究表明，纳米材料的许多奇异特性与其颗粒变小、比表面积急剧增大密切相关，随着近年来纳米技术的不断进步，比表面积性能测定越来越普及，已经被列入许多的国际和国内测试标准中。

不同大小的比表面积

比表面积测试方法有多种，其中气体吸附法因其测试原理的科学性，测试过程的可靠性，测试结果的一致性，在国内外各行各业中被广泛采用，并逐渐取代了其它测试方法，成为公认的最权威测试方法，许多国际标准组织都已将气体吸附法列为比表面积测试标准。

气体吸附法测定比表面积原理，是依据气体在固体表面的吸附特性，在一定的压力下，被测样品颗粒（吸附剂）表面在超低温下对气体分子（吸附质）具有可逆物理吸附作用，并对应一定压力存在确定的平衡吸附量。通过测定出该平衡吸附量，利用理论模型来等效求出被测样品的比表面积。由于实际颗粒外表面的不规则性，严格来讲，该方法测定的是吸附质分子所能到达的颗粒外表面和内部通孔总表面积之和。

气体吸附示意图

而在实际应用中，气体吸附法除了比表面积外，还是粉体孔径分布、表面性质等参数分析表征的常用手段。多孔材料的性能检测通常也是一大难点，其孔隙的研究内容包括孔隙大小、孔隙形态、孔隙结构、孔隙类型、孔隙率、孔隙容积、孔比表面积测试等，这些指标决定多孔材料导热性、导电性、光学行为、声学性能、拉压强度、蠕变率等物理以及力学性能，如何做到精确表征也是产品开发的关键。

气体吸附法通过测量样品在不同压力条件下（压力P与饱和压力P0）的凝聚气量，绘制出其等温吸附和脱附曲线，通过不同理论方法可得出其孔容积和孔径分布曲线。而根据所测孔径范围的不同，气体吸附法的应用也有一定的差别，例如氮气吸附主要用来测试2～50nm的中孔和100nm以上的大孔；而二氧化碳吸附由于二氧化碳在实验条件下比氮气扩散速度更快，更易达到饱和吸附，主要用来测试小于2nm的微孔孔隙结构。

多孔材料的分类及应用

目前，国内在粉体检测领域仍在不断探索，新技术的更新迭代助力着粉体产业不断向着更精细、更高性能的方向发展，了解最新的粉体表征技术对于材料开发也有着良好的助益。在即将于10月24-26日在珠海举办的“2022全国粉体检测与表面修饰技术交流会（第六届）”论坛，粉体圈邀请了来自国仪量子（合肥）技术有限公司的应用工程师王华强先生，分享报告“气体吸附技术在粉体材料表征中的应用”，报告将详细介绍气体吸附技术用于粉体材料表征的基础原理、应用案例以及相关的设备介绍，如果您需要了解相关知识，欢迎报名参会！

关于国仪量子

国仪量子长期致力于研究粉体材料的表面形貌、比表面积和孔径结构等物性参数的表征分析，推出了系列解决方案。通过其自研的系列气体吸附仪产品，借助气体吸附分析技术能够得到粉体材料的比表面积、孔容、孔径分布以及真密度等参数，进而能对材料的吸附、催化等性能做一个基础评估。此外，国仪量子自研的扫描电镜产品对粉体材料进行高分辨成像后，可对粉体材料进行直接精确的粒度表征，并且获得颗粒的粒形特征、表面粗糙度和成分特征等信息，以此实现对粉体材料更为全面的 “诊断”。

报告人简介

王华强 应用工程师

王华强，中共党员，毕业于安徽大学化学化工学院，现任国仪量子（合肥）技术有限公司应用工程师，从事国仪精测业务相关领域高新技术应用开发及技术支持工作，在气体吸附技术应用领域具有多年工作经验，研究领域横跨医药、新能源、催化和环保等。工作中紧密接触一线科研工作者，扎实理论基础，拓展行业应用方向；同时国仪精测业务研发团队在精密测量领域技术沉淀已近15年，可为该领域的用户提供更全面、更专业的技术服务和整体解决方案。

粉体圈会务组

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