溶液吸附法测定比表面

第 1 页溶液吸附法测定比表面溶液吸附法测定比表面 摘要摘要：本实验采用溶液吸附法测定活性炭的比表面为 1.52×105m2·kg-1，并且标曲楔形回归复合两个 9，可见本实验实验结果比较可靠，同时测得活性炭的比表面河大，可见活性炭作为一种吸附剂，可以达到很好的效果。关键词关键词：溶液吸附法、活性炭、比表面1. 实验目的实验目的用溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面；了解溶液吸附法测定比表面的基本原理；进一步熟悉 722 型分光光度计的使用。2. 实验原理实验原理暴露于气体中的固体，其表面上的气体分子浓度会高于气相中的浓度，这种气体分子在相界面上自动聚集的现象称为吸附。通常把起吸附作用的物质叫做吸附剂，被吸附剂吸附的物质叫做吸附质。按照吸附剂和吸附质相互作用的性质，可分为物理和化学两类吸附。化学吸附时，吸附质和吸附剂之间发生电子转移；物理吸附时不发生电子转移，吸附质分子依靠范德华力作用而吸附在吸附剂表面上。固体物质的比表面积大小和孔径分布情况，是评选催化剂、了解固体表明性质和研究电极性质的重要参数，而固体物质的宏观结构性质的测定，是以物理吸附为基础的。固体物质的比表面积，是指 1g 固体所具有的总表面积，包括外表面和内表面。本实验实验采用活性炭为吸附剂，亚甲基蓝为吸附质，水为溶剂。据以往的研究表明，在一定的浓度范围内大多数的固体对亚甲基蓝的吸附时单分子层吸附，即朗缪尔型吸附。如果溶液浓度过高时，可能出现多分子层吸附，实验中要选择合适的吸附剂用量及吸附质原始浓度。本实验采用溶液吸附法测定吸附剂颗粒活性炭的比表面积，由于被吸附物质亚甲基蓝水溶液为蓝色，用分光光度计定量测定时，在 665nm 时有最大吸收，故再次波长下测定溶液吸光度。通过朗伯-比尔定律可算得溶液浓度。本实验采用经验公式0lgIAKbcI来计算比表面积，公式如下：10645. 2)(00WGccS第 2 页S0比表面积（m2·Kg-1） C0原始溶液质量分数G溶液的加入量（Kg） C平衡溶液质量分数W吸附剂试样质量（Kg）3. 实验仪器与试剂实验仪器与试剂仪器：722 型分光光度计、容量瓶（50mL） 、锥形瓶。试剂：0.025%的亚甲基蓝、活性炭。4. 实验方法与步骤实验方法与步骤4.1 配平衡溶液配平衡溶液取一只锥形瓶，加入准确称量的 0.2g（精确至 0.001g）活性炭，加入 50mL 0.025%的亚甲基蓝溶液，在摇床上振荡 30min。4.2绘制标准曲线绘制标准曲线取 5 支 50mL 容量瓶，用移液管分别移取 2mL、4mL、6mL、8mL、10mL 0.025%×10-1标准亚甲基蓝溶液，即得质量分数为 1×10-6、2×10-6、3×10-6、4×10-6、5×10-6的系列标准溶液。测定标准溶液的吸光值，绘制标准曲线，以蒸馏水作为空白。4.3活性炭的比表面积活性炭的比表面积取一定量 1.3.1 中振荡过后的溶液离心 10min；测定离心平衡后的溶液的上清液的吸光值，然后根据标准曲线求出平衡后亚甲基蓝溶液的质量分数。根据公式求出活性炭的比表面积。5. 实验结果及讨论实验结果及讨论5.1 实验数据记录实验数据记录标准溶液待测试样编号123456质量分数1×10-62×10-63×10-64×10-65×10-60.2150.3690.5180.7350.8990.1740.2220.3690.5300.7350.8960.153吸光度 A0.2310.3660.5370.7440.9070.167A 的平均值0.2230.3680.5280.7380.9010.165标准曲线如下所示在制作标准工作曲线中，其 R2=0.9961，满足两个 9。实验结果活性炭的比表面为第 3 页1.52×105m2·kg-1，是相当大的，因此具有良好的吸附性。标砖曲线y = 0.1726x + 0.0338 R2 = 0.996100.20.40.60.810123456质量分数×10-6吸光度根据标准曲线及待测试样吸光度，算得待测试样即平衡溶液中亚甲基蓝的质量分数为7.60×10-7，5.2 计算活性炭的比表面积计算活性炭的比表面积将 C 代入比表面积计算公式（1） ，得m2·kg-1 6-7-4 60 010×2.45×2013. 050.00×10×7.60-10×5 . 210×2.45×)(）（WGCCS=1.52×105m2·kg-1 参考文献：参考文献：1 付献彩,沈文霞,姚天杨编.物理化学上册M.第五版.北京:高等教育出版社,2005:109-110.2 庄继华.物理化学实验M.第三版.北京:高等教育出版社,2004:148-153.