在材料研究上面，我們有時候必須了解材料上面的表面積或者孔隙度等訊息。針對不一樣的樣品特性，便有不同的量測儀器。市面上常見的量測方式有氣態吸附跟壓汞量測兩種。
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Figure 1 Thermo Surfer 氣體吸附儀 |
氣態吸附是利用氣體流經樣品的表面，氣體跟樣品之間會產生吸引力的鑑結。一是物理吸附力，其實這就是所謂的凡得瓦爾力鍵結，通常氣體會使用惰性氣體，如N2, CO, Kr。這會是放熱的反應。另一種適化學吸附力，相較於物理吸附力而言，鍵結能較大，且不一定是放熱的反應。 在物理吸附中，氣體吸附的量主要跟分壓(P/P0)有關，當P/P0小於一的時候，代表氣體跟我們的樣品是屬於單層吸附，大於一則是多層吸附。單層吸附的時候，我們可以藉由BET方程式計算出我們樣品的比表面積。多層吸附的時候，則可以利用Wheeler量測試孔徑分布。 在化學吸附中，可已通入H2、O2、CO等氣體，針對樣品(通常是催化劑)產生鍵結，那麼我們便可已針對具有化學鍵結的活性區域算出其表面積。 氣體吸附的方式主要針對的是中微孔洞型材料，根據IUPAC的定義，中孔洞泛指的是2-50nm，當然實際上能量測的範圍，會根據儀器的機型以及所使用的計算方式有所改變。如果是巨孔材料呢？我們得借助另一種量測方式－壓汞法。 |
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Figure 2 Thermo Pascal系列壓汞儀 |
壓汞法可以量測的孔徑大小範圍即廣，可從中孔到巨孔材料都能量測。壓汞法是在1945年由Ritter和Drake所提出。主要是利用汞的特性，汞是屬於Non-wetting液體－指的是液體跟固體表面的接觸角會大於90度。因其表面張力的特性，汞不會吸附在材料的孔徑當中，除非對汞施予外在的壓力。因此我們也可以說所需施予壓力的大小跟孔徑有關，便可以藉由儀器得中孔徑大小。 此種的分析方式理論簡單，可用的孔徑範圍大，但也不是說完全沒有缺點。樣品的材料必須不會受到高壓崩解才能用這樣的分析方式。 關於氣體吸附儀Surfer產品型錄，請點此下載。 |
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為全世界最大的儀器供應商，針對不同的需求有不同的量測儀器。其中在孔徑分析量測中，有真密度儀Pycnomatic ATC、壓汞儀Pascal Mercury Porosimeters及氣體吸附儀Surfer。可依據用戶不同的樣品性質，提供最精確的分析結果。 |
