比表面及孔径分析仪在白炭黑行业中的应用

白炭黑是化工领域重要的原材料，具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构。国仪精测自主研发的比表面及孔径分析仪为白炭黑行业带来了准确、高效的性能表征解决方案。

什么是白炭黑？

白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等，是重要的工业原材料。因其微观结构和聚集体形态与传统的炭黑类似且颜色为白色，并在橡胶材料应用中与炭黑有相近的补强性能，故称之为白炭黑，可广泛应用于橡胶、牙膏、塑料、涂料、食品、医药和催化剂等领域。

白炭黑。图片来源：汇富纳米官网

白炭黑主要成分为SiO2，由Si为中心、O为顶点构成无序排列的四面体结构，这种四面体的结构以及粒子团聚过程中形成的毛细孔道，使其具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构；独特的微观结构，使其具有吸附能力强、纯度高、稳定性高、补强性、增稠性和触变性等优异性能，同时它在光吸收、磁性、热阻、催化性和熔点等方面也表现出独特的性能。

比表面及孔径分析仪在白炭黑表征中的应用

根据不同的用处，白炭黑比表面积一般在100-3000 m2/g范围，具有微孔（孔径：﹥2 nm）、介孔（孔径：2～50 nm）的孔径分布。采用气体吸附法测试比表面积、孔容及孔径分布是白炭黑性能的主要表征手段。

国仪精测自主研发的静态容量法比表面及孔径分析仪V-Sorb X800系列产品对白炭黑材料进行了气体吸附测试并分析了材料的BET比表面积、孔容及孔径分布，材料总孔容的相对压力点P/P0达到0.998以上，仪器操作简单方便、测试通量大、效率高、结果准确、自动化程度高。

比表面积表征

以下是不同白炭黑的比表面积测试的结果，测试前，样品均在160℃真空条件下加热120分钟进行充分的脱气处理。对于介孔材料的BET计算时，P/P0选点范围为0.05-0.35（GB/T 10722-2014规定白炭黑选点范围为0.05-0.2）；对于微孔材料P/P0选点范围一般低于0.1。

从图1的BET方程拟合曲线可得到样品1和样品2的比表面积分别为：598.05 m2/g和204.43 m2/g，两种白炭黑材料的比表面积相对都较高，可判断两种材料的孔径结构相对也会较丰富。此外，从测试结果可知样品1的比表面积是样品2的2.9倍，可以推测样品1的颗粒粒径要更小，孔径结构会更丰富。

图1 样品1(左)和样品2(右)的比表面积测试结果

孔径分布表征

从图2样品1的N2吸附-脱附等温线可以看出，在较低的相对压力下，吸附量迅速上升，达到一定相对压力后吸附出现饱和值，表明1中存在微孔结构，其饱和吸附值等于微孔的填充体积。此外，从N2吸附-脱附等温线还可看出吸附分支和脱附分支未完全重合，即存在滞后环。根据滞后环的类型，主要为H4型滞后环。

图2 样品1的 N2吸附-脱附等温线

从图3样品1的BJH介孔孔径分布图来看，样品1基本没有介孔，在100 nm-200 nm处存在相对集中的孔径分布，可能含有部分大孔结构，可结合扫描电镜进一步观察确认。从SF微孔孔径分布图以及样品1的N2吸附-脱附等温线图来看，样品1存在较为均一的微孔结构，且最可几孔径为0.68 nm。

图3 样品1的BJH (左)和SF (右)孔径分布

分析可知，对于白炭黑材料来说，其比表面积较大，且具备较为丰富的微孔等孔径结构，对其进行比表面和孔径分布分析的时，需采用具备高真空度的仪器进行分析，且P/P0范围需能达到：5x10-5- 0.998。国仪精测V-Sorb 4800TP可提供对白炭黑的BET比表面积，孔容及孔径分布分析，相对压力点P/P0范围能达到5x10-6- 0.998，同时可对4个样品进行分析，操作简单方便，效率高，结果准确，性价比较高。

国仪精测V-Sorb 4800TP 比表面及孔径分析仪介绍

国仪精测V-Sorb 4800TP型比表面及孔径分析仪采用静态容量法测试原理，具备完全的自动化操作，操作界面人性化，简单易学。同时产品技术通过机械工业联合会科技成果鉴定，被欧美高校、科研实验室选购使用，获得一致好评，树立了优良的国产品牌形象。

国仪精测全自动比表面及孔径分析仪V-Sorb 4800TP型

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“国仪精测全自动比表面及孔径分析仪使用情况良好，性能稳定，平行性和精度都非常高，且仪器完全自动化操作，为测试工作带来了便利。仪器在使用过程中，技术支持和售后问题能快速响应。”

——中山大学岩土工程与信息技术研究中心

“全自动比表面及孔径分布测定仪测试性能稳定，测试精度高，可与国外同类产品相比较，且仪器测试操作是完全自动化，为我们的测试工作带来了很大的便利。通过多年使用贵公司产品，确保了我公司产品的质量稳定，目前仪器使用很正常，贵公司的售后服务也很及时和到位。”

——大连瑞克科技有限公司

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