Taalkeuze

Thermo Scientific Surfer Газо-Адсорбционный Порозиметр

Газо-Адсорбционный Порозиметр ThermoScientificSurfer – инновационный инструмент для исследования микроструктуры поверхностей твердых материалов и порошков. Принцип работы прибора основан на измерении изотерм адсорбции газов и паров волюметрическим методом, который позволяет быстро и точно определять следующие параметры пористых и непористых образцов:

  • Удельная поверхность (включая метод БЭТ с криптоном)

  • Распределение ультрамикро-, микро- и мезопор по размерам

  • Удельный объем пор

  • Концентрация доступных активных центров катализаторов

Все эти свойства являются важнейшими характеристиками цеолитов, катализаторов, полимеров, строительных и керамических материалов, адсорбентов, минералов, порошков металлов, лекарственных препаратов и пр., поскольку от них напрямую зависят упругость, прочность, проницаемость, коррозионная стойкость, термическая устойчивость и другие свойства материалов.

Принцип работы прибора:

Основной задачей прибора является осуществление подачи в систему точно известного количества газа, обычно азота, для изучения его взаимодействия с исследуемым материалом при температуре жидкого азота. О количестве адсорбированного газа судят по результирующим давлениям внутри системы. С созданием приборов Surfer стало возможным в полностью автоматическом режиме и с высокой точностью получать исчерпывающее описание физико-химических свойств твердых материалов и порошков методом газовой адсорбции/десорбции. Участие оператора в программировании аналитического цикла сведено к минимуму, поскольку в ходе анализа тщательно контролируются все важнейшие параметры.

Surfer состоит из двух отдельных модулей, анализатора и дегазатора для подготовки образца, которые могут быть использованы как независимо друг от друга, так и соединяться вместе. Перед экспериментом пористый образец должен быть высушен и дегазирован. Скорость подготовки образца зависит от природы материала и размеров пор и может отнимать много времени. Thermo Scientific Surfer предлагает модуль дегазации с тремя независимыми вакуумными разъемами для одновременной подготовки трех образцов, сокращая общее время эксперимента.

Изготовление прибора под конкретную задачу заказчика и большой выбор модулей – важные преимущества Thermo Scientific Surfer, позволяющие обеспечить наилучшие результаты при определении площади поверхности и размеров пор любого материала, начиная от очень маленьких поверхностей (непористые материалы) и заканчивая материалами, обладающими очень высокой площадью поверхности и большим объемом пор (например, микро- и мезопористые образцы). Конфигурацию Surfer легко сформировать исходя из доступного бюджета, за счет широкого выбора различных вакуумных насосов, датчиков давления, типов клапанов и т.д. Система может быть легко модернизирована в любое время.

Однако следует понимать, что чем выше вакуум, тем меньшего размера поры можно измерить и тем дороже будет прибор, потому что для его работы потребуется более дорогие вакуумные насосы и датчики давления.

Основные достоинства Thermo Scientific Surfer:

  • Манифольд и все датчики давления помещены в изолированную от внешнего температурного воздействия камеру с ПИД–контролем температуры для обеспечения непревзойденной стабильности результатов измерения

  • Точность прибора не зависит от колебаний температуры окружающей среды, так как температура поддерживается постоянной со стабильностью ±0.1°C при 35°C

  • Новый и высокоточный датчик уровня охлаждающего агента обеспечивает отклонение колебания уровня жидкости не более чем на 50 мкм от заданного значения, гарантируя превосходную стабильность значений равновесных давлений в ячейке с образцом.

  • Для достижения максимальной точности при измерении равновесных давлений, в откалиброванную эталонную камеру встроен собственный датчик давления, в показания которого не добавляется мертвый объем над образцом, а температура газа в камере измеряется с точностью 0.01°C.

Surfer оснащен совершенно новым, улучшенным программным обеспечением для сбора экспериментальных данных, позволяющим легко, и с превосходным разрешением, получать изотермы адсорбции.

Комплектация:

  • Сосуд Дюара, 3 л
  • Ячейка для образца
  • LAN-кабель для соединения с компьютером
  • Программное обеспечение для сбора и обработки данных
  • Руководство по эксплуатации

Физическая адсорбция:

Камеру с образцом дегазируют и вакуумируют, затем осуществляется подача газа небольшими порциями при температуре жидкого азота. Начинается процесс адсорбции. Некоторое число молекул газа садится на поверхность адсорбата, которое постепенно увеличивается, и на поверхности образуется монослой. По мере заполнения поверхности, начинает формироваться следующий слой адсорбата, за ним еще один, и так до тех пор, пока не произойдет насыщение. После этого, давление постепенно снижают, и происходит обратный процесс - десорбция.

В зависимости от структурных особенностей поверхности материала, наблюдаются разные типы изотерм адсорбции. Всего различают 6 типов изотерм (координаты: количество адсорбата - давление):

Изотерма типа I – соответствует микропористому материалу (до 2 нм) с очень хорошей адсорбирующей способностью при низком относительном давлении. Для макропористых образцов характерна изотерма типа II. изотермы III и V обычно наблюдаются при адсорбции паров, а не газов. Изотерма IV – характерна для материала с мезопорами (2 -50нм). Изотерма VI типична для некоторых типов цеолитов, которые обладают очень однородными (правильными) порами. На первой ступени заполняются поры одного размера, на следующей - другого, и так далее.

Наиболее распространенными являются изотермы I, II и IV типов. Изотермы IV и V имеют петли гистерезиса, которые обусловлены эффектом капиллярной конденсацией в мезопорах.

Изучение изотерм адсорбции газа позволяет сделать выводы об удельной поверхности материала.

Для расчета удельной поверхности применяют модель БЭТ, которая позволяет рассчитать количество молекул адсорбата, образующих монослой на поверхности адсорбента, а зная площадь молекулы адсорбата и их количество, можно рассчитать общую площадь поверхности.

Присутствие петли гистерезиса говорит о наличие в образце мезопор. В порах размером 2–50 нм наблюдается капиллярная конденсация газа, и за счет этого его адсорбция и десорбция происходят при разных значениях давления насыщенного пара, что приводит к появлению петли гистерезиса на изотерме адсорбции. Известно, что при капиллярной конденсации поверхность жидкости в капилляре имеет форму мениска с определенным радиусом, который связан с радиусом поры. Уравнение Кельвина позволяет вычислить радиус мезопор при известном давлении пара над поверхностью конденсата в поре.

Технические характеристики:

Модели Surfer Lite
Исследование мезопористых материалов
Surfer Standard
Исследование мезопористых материалов
Surfer Micropore
Исследование микропористых / непористых материалов
Surfer Ultramicropore
Исследование ультрамикропористых материалов
Типы
исследуемых
материалов
Мезопористые материалы Мезопористые материалы Микро- и мезопористые материалы.
Непористые материалы
Ультрамикро-, микро- и мезопристые материалы.
Непористые материалы
Используемые
газы
N2, Ar N2, Ar, CO2, He N2, Ar, CO2, He, Kr N2, Ar, CO2, He, Kr
Удельная
площадь
поверхности
От 0,05 м2 От 0,01 м2 От 0,01 м2/г с азотом
От 0,001 м2/г с криптоном
От 0,01 м2/г с азотом
От 0,001 м2/г с криптоном
Диапазон пор 2 - 50 нм 2 - 100 нм 0.35 - 100 нм 0.35 - 100 нм
Степень вакуума Первичный (2*10-3 Торр) Первичный (2*10-3 Торр) Первичный (2*10-3 Торр)
Глубокий (10-8 Торр)
Первичный (2*10-3 Торр)
Глубокий (10-5 Торр)
Датчики
давления
равновесия
1000 Торр 1000 Торр 1000 Торр / 10 Торр 1000 Торр / 10 Торр / 1 Торр
Объем
бюретки
для образца
10 мл 10 мл 10 мл / 15 мл 10 мл / 15 мл
Опция хемосорбции - + + +
Аналитический
шкаф
Контроль температуры (включая манифольд, датчики давления и трубки)
Установленная температура 35 оС
Стабильность температуры в пределах 0,1 оС
Датчик температуры РТ 100
Разрешение 0,1 оС
ПИД-контроль температуры
Манифольд Датчик температуры РТ 100
Разрешение 0,01оС
Используемые хладагенты Жидкий азот или жидкий аргон c автоматическим контролем уровня жидкости в сосуде.
Автоматический подъем сосуда Дюара
Контроль уровня Определяется датчиком. Точность определения уровня ± 50 микрон
Емкость сосуда 3 л
Продолжительность использования без замены 72 часа для жидкого азота. Максимальная продолжительность зависит от природы образца.

Заложенные расчетные модели для Surfer Thermo Scientific:

Главные функции: Управление прибором
Настройка аналитических параметров
Отображение изотермы в режиме реального времени
Контроль давления, температуры и уровня хладагента во времени (все данные сохраняются в отдельном файле)
Расчет и оформление отчета
Разработано для Window XP/7
Удельная площадь поверхности Модель БЭТ с двумя параметрами
Метод Дубнина-Радушкевича-Каганера
Распределение пор по размерам Методы: Баррета-Джойнера-Халенды, Хорвата-Кавазое, Саито-Фолей, NLDFT
Графики Изотерма адсорбции
Площадь поверхности
Распределение пор по размерам (в т.ч. гистограмма)
Отчеты Функция сохранения данных
Формат данных Широкий диапазон доступных форматов для экспорта данных

Дополнительные модули:

Система может быть укомплектована следующими модулями:

Станция дегазации

Встроенный или отдельный модуль, предназначенный для подготовки материалов к анализу методом газовой адсорбции путем вакуумирования и нагрева.

Модуль хемосорбции

Предназначен для исследования свойств катализаторов и других материалов с наличием активных центров на поверхности. Результатом исследования таких образцов является следующая информация:

  • Площадь поверхности активных центров
  • Степень дисперсности
  • Различие сильных/слабых газоадсорбционных взаимодействий
  • Кислотные/основные свойства поверхности
  • Изостерическая теплота адсорбции

Форма для связи

Форма для связи
Отправляя форму, вы принимаете условия «Соглашения на обработку персональных данных» в соответствии с ФЗ РФ от 27.07.2006 г. №152-ФЗ «О персональных данных».