本应用笔记解释了氧化铝是什么,它们作为蒸汽阱的用途,以及 BET 表面积测量如何用作其性能的指标。
氧化铝更准确的叫法是氧化铝III型氧化物。通过在高温下焙烧原料可以制备多孔氧化铝;颗粒状的氧化铝被广泛地应用于科学和工业研究中,用来捕集多余的水分或者其他类型的蒸汽。氧化铝蒸汽捕集器的常见工业应用是压缩机和真空泵。使用这些捕集器可以使空气或气体以所需的质量流量通过捕集器进入设备,更重要的是,供应的空气是干燥的并且没有蒸汽污染。
在氧化铝的制备生产过程中,可以控制这些氧化铝的颗粒的孔隙率以及其相应的表面积。正是氧化铝颗粒具有一定的孔隙率和比表面特性,使的其能够成为一种有用的蒸汽捕集器。根据BET表面积法测量可以知道,这些材料的表面积通常有数百平方米每克。较大的可用表面积可以有效地从气流中捕获蒸汽,并将其内吸附或“结合”在氧化铝中。
随着时间的推移和使用,氧化铝的表面积的减少,孔隙率降低,从而导致其使用效率降低。除此之外,氧化铝颗粒之间的磨损也可能使得它们在捕集器中破裂,从而导致气流受限和效率损耗。
将氧化铝放置于烘箱中进行加热就可以很容易的使其再生,但是,这种再生的过程是不可能无期限的进行下去的。将再生后的氧化铝材料性质和表面积与原始材料进行评估比较,是可否在合适的时间开始使用新批次氧化铝材料的关键所在。使用MicromeriticsTriStar气体吸附分析仪以及其完善的BET方法,可以很容易的确定氧化铝的表面积。
在这种技术中,首先将样品通过加热和抽真空,或者在流动的惰性气氛下除去附着的污染物。样品在低温的条件下的置于仪器上进行表面积测定是,其可用表面积单层吸附所需要的氮气的量由 TriStar 确定。
为此,我们可以测量出一条等温线来说明样品上的压力如何随样品所吸收的气体量而变化。通过收集样品的等温线的数据,不仅可以测量样品的比表面积,还可以测量其高达300 nm的孔径分布,如果需要的话,还可以测量样品的总孔体积(TPV)。
图1中新制氧化铝(A)和使用后的氧化铝(B)的等温线表明,新制氧化铝的吸附容量随着使用而显著降低。

样品的表面积可以使用在0.05和0.2相对压力之间收集的数据,通过BET方法简单快速地确定。使用BET图谱中斜率和截距的值、样品质量和定义明确的物理常数,可以计算的BET表面积,如下面本示例报告中所示。

随后的比表面积结果(图3)可以与原始材料的值(图2)进行比较,并就是否重复使用氧化铝或替换氧化铝作出客观的判断。在这种情况下,用BET法分析所使用过的样品告诉我们,可用面积减少了一半以上,因此,可能需要更换氧化铝。
