ГОСТ 23401-90
(СТ СЭВ 6746-89)

Группа В59

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

Катализаторы и носители. Определение удельной поверхности

Metal powders. Catalysts and carriers.
Determination of specific area

ОКСТУ 0909

Дата введения 1992-01-01

     

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией наук УССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Н.Клименко, В.В.Скороход, А.Е.Кущевский, И.В.Уварова, Л.Д.Бернацкая, Т.Ф.Мозоль

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.12.90 N 3376

3. Периодичность проверки 5 лет

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6746-89

5. ВЗАМЕН ГОСТ 23401-78

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения удельной поверхности металлических порошков, катализаторов и носителей от 0,05 до 1000 м/г по тепловой десорбции газа (азота или аргона).

Сущность метода заключается в определении объема газа сначала предварительно адсорбированного на поверхности анализируемой пробы из потока рабочей газовой смеси (азотно-гелиевой или аргоно-гелиевой) при температуре жидкого азота, затем десорбированного из нее при повышении температуры и последующем расчете удельной поверхности пробы.

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

1.1. Пробу отбирают по ГОСТ 23148*.

______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 23148-98. - Примечание изготовителя базы данных.

1.2. Массу пробы для испытания определения в соответствии с таблицей.

Пробу перед измерением сушат в сушильном шкафу до постоянной массы.

2. АППАРАТУРА

Установки (черт.1, 2) для определения удельной поверхности состоят из 1 - баллонов с гелием; 2 - манометра - по ГОСТ 2405* (2 шт.); 3 - пористых фильтров предварительной очистки (2 шт.); 4 - блока смешения газов; 5 - образцового манометра на давление 0,1 МПа по ГОСТ 6521; 6 - сосуд Дьюара по НТД с жидким азотом по ГОСТ 9293; 7 - ловушки с селикагелем-индикатором по ГОСТ 8984; 8 - сравнительной и измерительной ячеек детектора по теплопроводности; 9 - потенциометра КСП-4 с пределами измерений 0-10 мВ и временем прохождения указателем всей шкалы не более 1 с по ГОСТ 7164; 10 - интегратора; 11 - запорного крана (2 шт.); 12 - расходомеров, рассчитанных на регистрацию скорости потока газа от 0 до 55 см/мин (2 шт.); 13 - крана-дозатора; 14 - адсорберов 6 (черт.1) и 12 (черт.2) шт.; 15 - термостата, обеспечивающего температуру до 400 °С; 16 - баллона с азотом или с аргоном марки А по ГОСТ 10157; 17 - восьмиходового крана.

______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 2405-88. - Примечание изготовителя базы данных.

Схема установки для определения удельной поверхности проб
при параллельном потоке газовой смеси через ячейки детектора

Черт.1

Схема установки для определения удельной поверхности проб
при последовательном прохождении потока газовой смеси через ячейки детектора

Черт.2

Адсорберы с пробами соединяют в блоки А и Б (черт.2). В каждом блоке в зависимости от требуемой производительности установки может быть от одного до шести адсорберов.

Чувствительность детектора должна быть от 0,7·10 до 0,8·10 мВ.

Весы лабораторные, обеспечивающие погрешность взвешивания не более 0,0002 г.

Термометр 3-А3 по ГОСТ 8624.

Секундомер по ГОСТ 5072.

Сушильный шкаф, обеспечивающий температуру (200±20) °С.

Барометр-анероид.

Шприц медицинский инъекционный вместимостью 1 см.

Гелий особой чистоты по нормативно-технической документации.

3. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

3.1. Проверка установки на герметичность

На выходе газа из установки закрывают запорный кран 11, создавая в системе избыточное давление 4·10 Па, измеряемое манометром 5. Если падение давления в течение 20 мин не превышает 100 Па, установку считают герметичной.

3.2. Составление рабочей газовой смеси

3.2.1. В качестве рабочей газовой смеси используют аргоно-гелиевую или азото-гелиевую смесь с заданной концентрацией газа-адсорбата. Допускается использовать в качестве газа-носителя осушенный водород.

3.2.2. Концентрацию адсорбата в газовой смеси регулируют соотношением потоков газа-носителя и газа-адсорбата. Из соотношения скоростей этих потоков вычисляют парциальное давление газа-адсорбата.

Данный способ составления газовой смеси позволяет производить расчет полных изотерм адсорбции и десорбции газа-адсорбата и определение удельной поверхности по полным изотермам адсорбции и десорбции (метод С.Брунауер, П.X.Эммет и метод БЭТ Э.Теллер).

3.2.3. Допускается предварительное составление газовых смесей в баллонах в объемных долях:

адсорбата от 5 до 10%;

газа-носителя от 90 до 95%.

Смесь готовят на блоке, состоящем из двух баллонов с газом-носителем и адсорбатом, соединенных медной или латунной трубкой с помощью накидных гаек с тефлоновыми прокладками, и образцового манометра на давление 16 МПа.

Баллон с рабочей газовой смесью должен быть выдержан в течение 10 дней до ввода его в работу.

При повторном приготовлении смеси следует использовать имеющиеся баллоны с остаточным давлением рабочей газовой смеси 0,5-0,7 МПа.

Данный способ составления рабочей газовой смеси позволит производить определение удельной поверхности по одной точке.

3.3. Выбор оптимальной силы тока

Для нахождения оптимальной силы тока детектора проводят контрольные опыты, соединяя пустые адсорберы 14. Устанавливают скорость продувки установки рабочей смесью (50±5) см/мин. Через 5 мин после продувки подают напряжение на детектор, установив по амперметру силу тока 50 мА.

Температура и выход сигнала детектора по теплопроводности стабилизируются в течение 30-40 мин после включения прибора в сеть и пропускания газа через ячейки катарометра. За процессом стабилизации режимов следят по потенциометру.

После установления нулевой линии на диаграммной ленте потенциометра адсорберы погружают последовательно в сосуды Дьюара с жидким азотом и записывают колебания нулевой линии. По возвращении пера самописца в исходное положение в последнем по ходу адсорбере сосуд Дьюара заменяют емкостью с водой, имеющей температуру (20±5) °С для ускорения десорбции. Эту операцию повторяют для каждого адсорбера.

Отклонение от нулевой линии при погружении адсорберов в жидкий азот и воду записывают через каждые 10-20 мА, меняя силу детектора от 50 до 100 мА.

Максимальное значение силы тока, при котором флуктуации нулевой линии составляют не более 30% шкалы потенциометра, является оптимальным.

Чувствительность детектора обеспечивается напряжением питания 5 В, которое должно быть постоянным при его эксплуатации.

3.4. Калибровка крана-дозатора

Установка должна иметь набор кранов-дозаторов вместимостью 0,1; 0,5 и 2,5 см.

Калибровка кранов-дозаторов допускается любыми известными методами не реже одного раза в год. Преимущественной является методика аттестации дозируемых вместимостей объемов адсорбционно-весовым методом.

Наиболее простым, но менее точным является хроматографический импульсный метод с помощью медицинского шприца. Скорость потока рабочей газовой смеси или носителя при поверке кранов-дозаторов должна быть (50±1) см/мин. В газовый поток после прогрева и установления нулевой линии на ленте потенциометра вводят медицинским шприцом объем газа-адсорбата, соответствующий калибруемым объемам крана-дозатора. На потенциометре и интеграторе фиксируют проявительные пики. Операцию ввода пробы повторяют 10 раз.

Далее вводят пробу газа-адсорбата калибруемой вместимостью крана-дозатора. Для этого при включенных потоках рабочей газовой смеси и газа-адсорбата поворачивают кран-дозатор таким образом, чтобы объем газа-адсорбата в кране-дозаторе захватывался рабочей газовой смесью и подавался на детектор. Запись показаний фиксируют потенциометром и интегратором. Операцию ввода пробы краном-дозатором повторяют 10 раз.

Допускаемые расхождения параллельных измерений не должны превышать 3%.

Калибруемые вместимости кранов-дозаторов () в кубических сантиметрах, приведенные к нормальным условиям, вычисляют по формуле