文档介绍：BET 法测定固体颗粒的比表面和孔结构
BET(Brunauer-Emmett-Teller 布龙瑙尔-埃梅特-特勒)法是基于多层物理吸附
的 BET 公式而得名的，被公认为是测定多孔固体尤其是催化剂比表面和孔结构的
标准方法。利用 BET 公式测定比表面和孔结构的仪器叫做物理吸附仪。
(1) 固体颗粒模型
一般认为，若干原子、分子或离子可组成晶粒，晶粒是分子、原子或离子
按一定规则排的一次聚集体，实际上是纳米级单晶。若干晶粒以随即取向，相互
团聚，可组成颗粒。颗粒是晶粒的二次聚集体。颗粒尺寸大小随半径的分布叫粒
度分布。若干颗粒可组成粉末、球状、条状催化剂。晶粒和晶粒之间形成的孔称
为细孔，其孔半径小于 10nm；颗粒与颗粒之间形成的孔为粗孔，其孔半径大于
100nm；粗孔与细孔之间为过渡孔，孔半径在 10～100nm 之间。
(2) 比表面与孔结构的概念
比表面定义为单位质量或体积固体的表面积，它们的单位通常用 m2·g -1 或 m-1
表示。比表面分为几何比表面和真实比表面。对于半径为 r 的球体，几何比表面
为 4πr2；真实比表面包含了颗粒内部孔的表面积。对于多相催化剂的内表面主要
分布在晶粒堆集的孔隙及晶内通道。相比之下，对于多孔固体颗粒，其外表面(几
何表面)对于其总表面积的贡献微乎其微。
孔结构指孔的大小，形状，孔容积及孔隙分布。孔隙分布指孔容积随孔径的
变化。在多相催化中，反应在催化剂颗粒的内外表面上，而且主要在内表面上进
行。反应物分子从本体通过外表面扩散进入孔中，并在内表面上发生反应转化为
产物，产物再通过孔道扩散到外表面，并最终进入本体。在这里传质起着至关重
要的作用，且反应过程中的扩散传质又直接取决于孔隙结构，因此比表面和孔结
构是固体催化剂重要的和基本的参数。
(3) 孔大小的分类
按照 IUPAC 的定义，划分孔大小的尺寸为：微孔(micropore,r＜2nm)；中孔(也
称介孔)(mesopore, 2nm＜ r＜50nm)；大孔(macropore,r＞50nm)。
但也有不同的划分方法。在一些书上的划分标准为：微孔(r＜)；中孔
(＜ r＜100nm)；大孔(r＞100nm)。
根据孔径范围的不同，孔分布测定可选用不同的方法。用压***法可以测定大
孔孔径分布和孔径 4nm 以上中孔孔径分布；用气体吸附法测定孔径为～
到 20～30nm 的中孔孔径分布。所采用气体的不同，测定的范围也不同。采用
BET 法，用 N2 作吸附质，可以测定各种不同大小范围的孔径分布。
4 五种吸附等温线
用 BET 法测定固体颗粒的比表面和孔结构，实际上就是测定给定温度下的吸
附、脱附等温线。从吸附等温线可以判断孔的大小和相互作用力。
文献中曾报道过许多不同的气体吸附等温线，但绝大多数可归纳到
Brunauer，Deming，Deming 和 Teller(简称 BDDT)的五类等温线中。在五类等温线
中纵坐标是吸附量，用被吸附气体的体积 Va 表示，横坐标为比压 p/ps(ps 代表在
该温度下被吸附物质的饱和蒸气压，p 是吸附平衡时的压力)。解释这五类等温线，
需要用到单层吸附、多层吸附和毛细孔凝聚等基本概念。这五类吸附等温线用Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示。

图 1. 五种类型的吸附等温线
第一类吸附等温线，吸附量 Va 在 p/ps 很低时迅速上升，继续增加压力时
上升缓慢，最后达到吸附极限。通常将极限吸附量当作是单分子层饱和吸附量。
第一类吸附等温线称为 Langmuir 型，可用单分子层吸附来解释。但是需要指出
的是，除了单分子吸附表现为第一种类型外，当吸附剂仅有