眾所周知，表面是固體與周圍環(huán)境，特別是液體和氣體相互影響的部分，表面的大小即表面積。而單位質(zhì)量的固體所有表面積的總和，叫做比表面。表面積可以通過顆粒分割(減小粒度)和生成孔隙而增加，同時(shí)可以通過燒結(jié)，熔融和生長(zhǎng)而減小。隨著比表面的增大，物體的性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，如粉塵、鐵粉的爆炸都是由于比表面積的增大而造成的。比表面是表征微粒、多孔物質(zhì)的一個(gè)重要手段。

比表面測(cè)試方法根據(jù)測(cè)試思路不同分為吸附法、透氣法、粒度估算法和顯微鏡觀測(cè)估算法等。其中吸附法比較常用且精度相對(duì)其它方法較高，根據(jù)吸附質(zhì)的不同，吸附法有低溫氮吸附法、吸碘法和吸附其它分子等方法。氮吸附法根據(jù)吸附過程和吸附質(zhì)確定方式的不同又分為動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法。

目前，比表面儀已經(jīng)從重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展到進(jìn)入到課題組、教研室，實(shí)驗(yàn)室，工廠的化驗(yàn)室，質(zhì)量控制的分析室。比表面及孔徑分布測(cè)定也已作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)列入我國(guó)高等院校的教學(xué)計(jì)劃中，所以很多院校也都面臨選購比表面儀的問題。本文對(duì)中美兩國(guó)幾種比表面積測(cè)定儀進(jìn)行對(duì)比，你認(rèn)為誰能更勝一籌?

一、美國(guó)麥克Gemini VII 2390系列比表面積分析儀

特點(diǎn)：成本低、體積小、快速、精確、簡(jiǎn)單易用，有很好的可靠性和耐用性。

原理：借助于氣體吸附原理（典型為氮?dú)猓┛蛇M(jìn)行等溫吸附和脫附分析，用于確定比表面積、微孔孔體積和孔面積、中孔體積和面積、總孔體積等。

適用范圍：各種材料的研究與產(chǎn)品測(cè)試，包括測(cè)量沸石、碳材料、分子篩、二氧化硅、氧化鋁、土壤、黏土、有機(jī)金屬化合物骨架結(jié)構(gòu)等各種材料。

創(chuàng)新點(diǎn)：Gemini VII 2390系列可完成從低到高比表面積的測(cè)量而無需氬氣或氪氣等氣體。所有型號(hào)可選擇單機(jī)操作或連接到計(jì)算機(jī)上操作，使用麥克Gemini VII的Windows ®軟件，大大擴(kuò)展了數(shù)據(jù)處理和報(bào)告功能。

二、美國(guó)康塔儀器Monosorb直讀動(dòng)態(tài)流動(dòng)法比表面積分析儀

特點(diǎn)：全自動(dòng)化、自動(dòng)校準(zhǔn)、靈敏度高、靈敏度范圍廣。

原理：采用直讀動(dòng)態(tài)流動(dòng)法，利用可調(diào)整的積分儀可模擬多點(diǎn)BET

截距以得到獨(dú)有的更高精度。

適用范圍：使用修正了的BET方程計(jì)算比表面積，允許用戶選擇不同的混合氣濃度以用于微孔材料測(cè)試，如，3.5%的混合氣。

創(chuàng)新點(diǎn)：它對(duì)快速單點(diǎn)比表面計(jì)算采用了已修正的BET。

三、美國(guó)布魯克海文Acorn比表面分析儀

特點(diǎn)：懸浮液狀態(tài)下直接測(cè)量、樣品無需稀釋、樣品無需預(yù)處理、幾分鐘即可得到測(cè)量結(jié)果、無運(yùn)動(dòng)部件。

原理：核磁共振(NMR)原理

適用范圍：可以對(duì)懸浮液狀態(tài)下小至納米尺寸的顆粒與液滴進(jìn)行比表面測(cè)量和分析。

創(chuàng)新點(diǎn)：利用核磁共振(NMR)原理，通過改變磁場(chǎng)，顆粒表面接觸的或附著在界面上的液體分子與內(nèi)部液體分子的行為改變，從而可以直接推導(dǎo)出顆粒的總比表面積。

四、美國(guó)貝克曼庫爾特SA 3100比表面積及孔徑分析儀

特點(diǎn)： 完全的智能化設(shè)計(jì)、全自動(dòng)系統(tǒng)、觸摸屏的設(shè)計(jì)、 無須添加附件即可兼容多種氣體分析、等溫線記憶功能 、快速的氦氣死空間校正技術(shù)。

原理：靜態(tài)投氣法，利用在高溫和真空條件下，把原來吸附 在樣品固體表面的雜質(zhì)去除，以為作表面吸附分析做準(zhǔn)備。

適用范圍：表征固體材料表面特性，比表面積0.01-2000m2/g以上，如用Kr作吸附氣體下限可達(dá)0.001 /g ，孔徑分布20Å-2000 Å 。

創(chuàng)新點(diǎn)：觸摸顯示屏實(shí)時(shí)顯示，人機(jī)對(duì)話控制儀器操作過程；樣品名稱可以直接在儀器上用字母，數(shù)字和符號(hào)表示；二級(jí)真空機(jī)械泵安置在儀器內(nèi)，干凈美觀 ；四個(gè)壓力傳感器。

五 、北京精微高博JW-BK132F型比表面積測(cè)定儀

特點(diǎn)：全不銹鋼多通路并聯(lián)真空管路系統(tǒng)，全自動(dòng)測(cè)試，性價(jià)高。

原理：利用氣體吸附法和靜態(tài)容量法，進(jìn)行等溫吸脫附曲線、氣體吸附量、吸附熱等的測(cè)試。

適用范圍：可用于活性炭、分子篩等超微孔材料及 氮、氧、氫、氬、氪、二氧化碳、甲烷等的檢測(cè)。比表面積0.005(m2/g)至無上限；介孔、大孔分析2nm-500nm；微孔分析0.35nm-2nm；總孔體積0.0001cc/g至無上限。

創(chuàng)新點(diǎn)：國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的“Pcd/Pd平衡壓力智能控制法”專利技術(shù)，用氦氣對(duì)冷自由空間進(jìn)行全自動(dòng)準(zhǔn)確測(cè)量，“外置式”防飛濺系統(tǒng)及“階梯式”防飛濺控制程序的完美結(jié)合。

六、北京貝士德3H-2000PS2型比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析儀

特點(diǎn)：強(qiáng)大而穩(wěn)定的控制系統(tǒng)、智能而安全的液氮杯升降控制系統(tǒng)、優(yōu)化的真空泵啟停管理系統(tǒng)、詳盡的儀器運(yùn)行日志記錄功能。

原理：采用靜態(tài)容量法，具有2個(gè)樣品分析站，1個(gè)P0測(cè)試站，2個(gè)樣品脫氣站；2個(gè)分析站具有獨(dú)立的氣路與壓力傳感器，支持同時(shí)進(jìn)行不同樣品不同過程的測(cè)試。

適用范圍：可將粉末,顆粒,纖維及片狀材料可裝入樣品管的材料進(jìn)行測(cè)量，比表面為 0.01 /g以上，孔徑為0.35-400nm。

創(chuàng)新點(diǎn)：具有獨(dú)立的飽和蒸汽壓（P0）測(cè)試站，保證分壓測(cè)試的高

準(zhǔn)確性。

七、北京金埃譜F-Sorb 3400比表面及平均孔徑分析儀

特點(diǎn)：采用全不銹鋼管路系統(tǒng)，提高密封性能，多種理論計(jì)算模型數(shù)據(jù)分析，靈活的比表面測(cè)試與平均孔徑測(cè)試轉(zhuǎn)換，超高靈敏度熱導(dǎo)檢測(cè)及平衡系統(tǒng)。

原理：靜態(tài)容量法

適用范圍：粉末，顆粒，纖維及片狀材料等，0.01(㎡/g)至無上限(比表面積)；2nm-200nm孔徑。

創(chuàng)新點(diǎn)：獨(dú)有的集中的多功能控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的完全自動(dòng)化及智能化，測(cè)試期間無需任何人工干預(yù)，儀器自動(dòng)執(zhí)行測(cè)試。

八、遼寧丹東匯美AS-3012孔徑及比表面積分析儀

特點(diǎn)：全程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)樣品的分析，關(guān)鍵零部件采用高品質(zhì)一線品牌電磁閥、傳感器，設(shè)計(jì)精細(xì)，制造完美。一體化集裝式管路系統(tǒng)，降低漏氣率，有效減少死體積空間，提高極限真空度。

原理：真空靜態(tài)容量法

適用范圍：比表面分析范圍為0.01 /g 至無上限，孔直徑分析范圍為0.35-400nm。

創(chuàng)新點(diǎn)：采用USB通訊模式，利于設(shè)備擴(kuò)展和互連。

九、成都精新JB-1型比表面積測(cè)試儀

特點(diǎn)：校對(duì)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。結(jié)構(gòu)堅(jiān)固合理，對(duì)使用環(huán)境無特殊要求，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便。每測(cè)定一個(gè)樣品需時(shí)30分鐘，每次可測(cè)試2個(gè)樣品。 

原理：動(dòng)態(tài)氮吸附法，利用氣相色譜、低溫吸附原理，采用高靈敏傳感器，雙氣源動(dòng)態(tài)測(cè)試法，以氦氣作為載氣，氮?dú)鉃楸晃�附氣體作為測(cè)試氣體，對(duì)不同樣品的固體表面進(jìn)行分析。

適用范圍：0.01 /g～無上限，測(cè)量誤差≤±1％（國(guó)家標(biāo)樣）。

創(chuàng)新點(diǎn)：測(cè)試技術(shù)獲國(guó)家專利。測(cè)試功能齊全，有單點(diǎn)測(cè)試，對(duì)比測(cè)試，多點(diǎn)（BET），3種不同的方式測(cè)試，以適合各種檢測(cè)的需要。

下面我們就以上九種比表面積測(cè)定儀的特性做個(gè)表格，以方便對(duì)比。

表1.1   中美兩國(guó)九種比表面積測(cè)定儀對(duì)比

從資料不難看出，比表面儀在催化劑、吸附劑、陶瓷原料、顏料填料、炭黑、新型電池材料、微納米粉體材料、超細(xì)纖維、多孔織物、復(fù)合材料、沉積物、懸浮物等領(lǐng)域，正在不斷得到應(yīng)用。

不得不承認(rèn)，國(guó)產(chǎn)比表面儀器在技術(shù)上與國(guó)外產(chǎn)品相比還有一定差距，比如測(cè)試范圍，精度和準(zhǔn)確度依舊偏低，在壓汞儀的應(yīng)用剛有突破，而在磁懸浮技術(shù)中的應(yīng)用體系還不完整。較美國(guó)比表面儀，國(guó)內(nèi)自有其優(yōu)勢(shì)：動(dòng)態(tài)色譜法比表面分析儀已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，具有我國(guó)特有的技術(shù)水平，可以滿足一部分客戶的需求，產(chǎn)品性價(jià)比較高。產(chǎn)品的售后服務(wù)，基本上是及時(shí)、到位、經(jīng)濟(jì)。國(guó)內(nèi)可以提供更詳細(xì)的培訓(xùn)和應(yīng)用方面的服務(wù)。 國(guó)產(chǎn)儀器一般測(cè)試效率較高，包括比表面測(cè)定、介孔分析和微孔分析，測(cè)試時(shí)間都比較省時(shí)。

隨著微納米多孔材料的快速發(fā)展，微孔分析測(cè)試技術(shù)已經(jīng)成為比表面分析儀發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。此外，介孔的理論對(duì)于微孔并不適用，所以必須開發(fā)新的理論來滿足測(cè)試的需求，比表面儀應(yīng)運(yùn)而生。比表面儀在高科技快速發(fā)展的今天迅速崛起，它能在這樣的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中逆勢(shì)突圍，完全是與時(shí)俱進(jìn)。(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯 王滕/文)