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如何選擇樣品的脫氣溫度和時間?

來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司   2023年07月17日 14:10  

系統(tǒng)溫度越高,分子擴散運動越快,因此脫氣效果越好。
   通常儀器配備的脫氣站加熱溫度可達  400 ℃,但是選擇脫氣溫度的首要原則是不破壞樣品結(jié)構(gòu)。一般來說,氧化鋁、二氧化硅這一類氧化物的安全脫氣溫度可達  350 ℃;大部分碳材料和碳酸鈣的安全脫氣溫度在 300 ℃左右;而水合物則需要低得多的脫氣溫度。對于有機化合物,也可以通過脫氣站進行預處理,但是大部分有機化合物的軟化溫度和玻璃化溫度較低,因此必須提前加以確認。例如在醫(yī)藥領(lǐng)域常用的硬脂酸鎂,美國藥典(USP)規(guī)定的脫氣溫度為   40 ℃。
   如果脫氣溫度設(shè)置過高,會導致樣品結(jié)構(gòu)的不可逆變化,例如燒結(jié)會降低樣品的比表面積,分解會提高樣品的比表面積。但是如果為了保險,脫氣溫度設(shè)置過低,就可能使樣品表面處理不干凈,導致分析結(jié)果偏小。
   因此在不確定脫氣溫度的情況下,建議使用化學手冊,如   theHandbook ofChemistry andPhysics(CRC,BocaRaton,Florida),以及各標準組織發(fā)布的標準方法,如 ASTM,作為相關(guān)參考。脫氣溫度的選擇不能高于固體的熔點或玻璃的相變點,   建議不要超過熔點溫度的一半。當然,如果條件許可,使用熱分析儀能夠得到適合的脫氣溫度。一般而言,脫氣溫度應(yīng)當是熱重曲線上平臺段的溫度。
   與脫氣溫度對應(yīng)的是脫氣時間。脫氣時間越長,樣品預處理效果越好。脫氣時間的選擇與樣品孔道的復雜程度有關(guān)。一般來說,孔道越復雜,微孔含量越高,脫氣時間越長;選擇的脫氣溫度越低,樣品所需要的脫氣時間也就越長??梢酝ㄟ^在相同脫氣溫度下,分析樣品的   BET 結(jié)果變化來確定脫氣時間。如果在不同的脫氣時間(2  小時,4 小時和 6 小時)得到的 BET 結(jié)果相同,肯定選擇脫氣時間最短的;如果變化不大,則需要選擇折衷的方案;如果 BET 結(jié)果隨脫氣時間延長不斷變大,說明孔道復雜,深層次有因氫鍵結(jié)合的吸附水分子,暴露了被堵塞的孔道及面積。對于一般樣品,IUPAC 推薦脫氣時間不少于 6 小時,而那些需要低溫脫氣的樣品則需要長得多的脫氣時間。對一些微孔樣品,脫氣時間甚至需要在  12 小時以上。但是作為特例,美國藥典(USP)規(guī)定硬脂酸鎂的脫氣時間就僅為 2 小時。
   由于脫氣溫度、脫氣時間以及脫氣真空度都與比表面積值有關(guān),所以   BET 結(jié)果存在誤差是不可避免的。所以,測樣時需要固定樣品處理條件進行相對比較。與文獻值比較時,也要注意文獻上的樣品預處理和分析條件。

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