D4 Oberfläche: BET-Methode

Thema

Dieses Modell misst die Stickstoffadsorption an der Oberfläche dieser Nanopartikel bei kryogenen Temperaturen und steigendem Druck. Die linearisierte BET-Gleichung beschreibt diese gemessene Stickstoffadsorption über einen Bereich relativer Drücke. Sie beschreibt, wie Stickstoff zunächst eine einzelne, vollständige Schicht – die Monoschicht – auf der Oberfläche bildet und sich dann mit weiter steigendem relativen Druck in weiteren Schichten über dieser ersten Monoschicht anlagert. Da die gemessene Stickstoffadsorption innerhalb des Gültigkeitsbereichs der linearisierten BET-Gleichung gut mit dieser übereinstimmt, lässt sich aus der Anpassung die genaue Stickstoffmenge, die dieser vollständigen Monoschicht entspricht, zuverlässig bestimmen.

Mithilfe der Stickstoffadsorption und der BET-Gleichung ermöglicht dieses Modell somit die direkte Bestimmung der spezifischen Oberfläche dieser Nanopartikel anhand des aus der Anpassung ermittelten Monoschichtvolumens. Da bekannt ist, wie viel Raum jedes adsorbierte Stickstoffmolekül einnimmt und wie viele Stickstoffmoleküle benötigt werden, um diese Monoschicht über die gesamte Probe zu bilden, berechnet dieses Modell die Gesamtfläche der Monoschicht relativ zur Probenmasse. Ein größeres Monoschichtvolumen führt zu einer größeren spezifischen Oberfläche. Die Tatsache, dass diese spezifische Oberfläche, die hier direkt mittels Gasadsorption gemessen wurde, mit der Fläche übereinstimmt, die ein anderes Modell dieser Reihe – das das Oberflächen-Volumen-Verhältnis dieser Nanopartikel beschreibt – anhand ihrer Größe vorhersagt, macht dieses Modell zu einer direkten experimentellen Bestätigung eben dieses Oberflächen-Volumen-Verhältnisses.

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