vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2017-7-2-113-121vuzbiochemi-39Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGYМЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВMETHODS AND DEVICES FOR MEASURING SURFACE AREA DISPERSED MATERIALSНосенкоА. А.NosenkoA. A.alexnosenco@rambler.ruПоловневаС. И.PolovnevaS. I.polovneva_si@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation20172309201972113121Copyright © Носенко А.А., Половнева С.И., 20192019Носенко А.А., Половнева С.И.Nosenko A.A., Polovneva S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/39

Цель работы заключается в систематизации информации, содержащейся в научных публикациях, патентах, в сети Интернет о методах и устройствах измерения удельной поверхности дисперсных материалов, классификации методов измерения, рассмотрении их физических основ, а также в проведении сравнительного анализа метрологических характеристик и математических моделей измерения удельной поверхности. Патентный поиск показал, что в описываемых изобретениях в качестве газа-адсорбата используется азот или аргон, а в качестве газа-носителя - инертный газ (гелий). Для достижения оптимальной температуры адсорбции в качестве хладагента используется жидкий азот. Анализ серийно выпускаемых моделей свидетельствует о том, что значительная часть анализаторов работает на основе метода низкотемпературной адсорбции газа (БЭТ), и лишь малую часть составляют методы газопроницаемости с ограниченным диапазоном измерения удельной поверхности материалов. Самым применяемым остается лабораторный метод низкотемпературной адсорбции газов (БЭТ или МТД). Однако при многочисленности серийно выпускаемых анализаторов, у них имеется принципиально общая динамическая характеристика - длительное время анализа в связи с тем, что процессы адсорбции при отрицательных температурах протекают медленно. Такие скорости получения информации неприемлемы для автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), так как не позволяют качественно им управлять. Поиск и разработка быстродействующего анализатора для определения удельной поверхности остается актуальной.

The aim of this work is to systematize the information contained in scientific publications, patents, websites on methods and devices of measuring the specific surface area of dispersed materials, the classification of measurement methods, consideration of their physical bases, comparative analysis of metrological characteristics and mathematical models for specific surface measurements. Comparative analysis of mathematical models of measurement, metrological characteristics and the physical basis of the method is given. A patent search revealed that the described invention is used as adsorbate gas, nitrogen or argon, an inert gas (helium) as the carrier gas. To achieve adsorption temperature the liquid nitrogen is used as the refrigerant. Analysis of commercially available models suggests that a significant portion of analyzers operates on the base of the low-temperature gas adsorption method (BET), and only a small part is made with limited permeability methods measurement range of the specific surface materials. The most used is a laboratory method of low-temperature gas adsorption (BET method or MTD). Despite the many commercially available analyzers are fundamentally common dynamic response - a long analysis time, due to the fact that adsorption processes at low temperatures are slow. Such speed information to the control system is unacceptable because they do not allow the quality control process. Search and development of high-speed analyzer remains relevant for the determination of the specific surface.

удельная поверхностьадсорбцияанализаторметод БЭТмикроскопический методметод газопроницаемостиавтоматизированная система управления технологическим процессомadsorptionanalyzersurface areamethod BETmicroscopic methodmethod of gas permeabilityAPCSReferencesLangmuir I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum // Journal of the American Chemical Society. 1918. V. 40, N 9. P. 1361-1403.Langmuir I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum // Journal of the American Chemical Society. 1918. V. 40, N 9. P. 1361-1403.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. 470 с.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. 470 с.Дерягин Н.Н. Захаваева Б.В., Талаев М.В., Филипповский В.В. Определение удельной поверхности порошкообразных тел по сопротивлению фильтрации разреженного воздуха. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 50 сДерягин Н.Н. Захаваева Б.В., Талаев М.В., Филипповский В.В. Определение удельной поверхности порошкообразных тел по сопротивлению фильтрации разреженного воздуха. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 50 сВячеславов А.С., Ефремова М.Е. Определение площади поверхности и пористости материалов методом сорбции газов: методическая разработка. М.: МГУ, 2011. 65 с.Вячеславов А.С., Ефремова М.Е. Определение площади поверхности и пористости материалов методом сорбции газов: методическая разработка. М.: МГУ, 2011. 65 с.Brunauer S., Emmett P. H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc. 1938. V. 60. P. 309-319.Brunauer S., Emmett P. H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc. 1938. V. 60. P. 309-319.Farha O.K., Eryazici I., Jeong N.C., Hauser B.G., Wilmer C.E., Sarjeant A.A., Snurr R.Q., Nguyen S.T., Yazaydın A.Ö., Hupp J.T. Metal-Organic Framework Materials with Ultrahigh Surface Areas: Is the Sky the Limit? // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134, N 36. P. 15016-15021Farha O.K., Eryazici I., Jeong N.C., Hauser B.G., Wilmer C.E., Sarjeant A.A., Snurr R.Q., Nguyen S.T., Yazaydın A.Ö., Hupp J.T. Metal-Organic Framework Materials with Ultrahigh Surface Areas: Is the Sky the Limit? // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134, N 36. P. 15016-15021Пат. N 2150101, Российская Федерация. Способ определения удельной поверхности и устройство для его осуществления / Н.Н. Бобров. Опубл. 27.05.2000.Пат. N 2150101, Российская Федерация. Способ определения удельной поверхности и устройство для его осуществления / Н.Н. Бобров. Опубл. 27.05.2000.Пат. N 2045033, Российская Федерация. Способ определения удельной поверхности твердых материалов / В.К. Кондратов. Опубл. 27.09.1995.Пат. N 2045033, Российская Федерация. Способ определения удельной поверхности твердых материалов / В.К. Кондратов. Опубл. 27.09.1995.Пат. N 2045054, Российская Федерация. Способ определения структурных характеристик пористых проводящих материалов / Л.П. Лазарева, В.В. Хабалов, В.И. Сафин. Опубл. 27.09.1995.Пат. N 2045054, Российская Федерация. Способ определения структурных характеристик пористых проводящих материалов / Л.П. Лазарева, В.В. Хабалов, В.И. Сафин. Опубл. 27.09.1995.Пат. N 2196319, Российская Федерация. Способ измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов / А.Н. Белов, Л.П. Кирюшин, А.С. Леонов, П.П. Липишанов. Опубл. 10.01.2003.Пат. N 2196319, Российская Федерация. Способ измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов / А.Н. Белов, Л.П. Кирюшин, А.С. Леонов, П.П. Липишанов. Опубл. 10.01.2003.Пат. N 2569347, Российская Федерация. Способ измерения удельной поверхности материалов / В.П. Исаков, И.Э. Галев., Е.Н. Любезнова, Е.Н. Федоров. Опубл. 20.11.2015.Пат. N 2569347, Российская Федерация. Способ измерения удельной поверхности материалов / В.П. Исаков, И.Э. Галев., Е.Н. Любезнова, Е.Н. Федоров. Опубл. 20.11.2015.Пат. N 2537750, Российская Федерация. Максимов И. И., Алексеев В. В., Максимов В. И. Аэродинамический способ определения удельной поверхности конденсированной фазы, удельной поверхности твердой фазы и потенциала влаги пористых материалов. Опубл. 10.01.2015Пат. N 2537750, Российская Федерация. Максимов И. И., Алексеев В. В., Максимов В. И. Аэродинамический способ определения удельной поверхности конденсированной фазы, удельной поверхности твердой фазы и потенциала влаги пористых материалов. Опубл. 10.01.2015Пат. N 2248553, Российская Федерация. Демидов М.Б., Титов В.П., Ванин Е.А. Способ измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов и устройство для его осуществления. Опубл. 20.03.2005Пат. N 2248553, Российская Федерация. Демидов М.Б., Титов В.П., Ванин Е.А. Способ измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов и устройство для его осуществления. Опубл. 20.03.2005Пат. N 2230308, Российская Федерация. Сироткин В.М., Сироткин В.В. Аэродинамический способ определения удельной поверхности конденсированной фазы, удельной поверхности твердой фазы и потенциала влаги пористых материалов. Опубл. 10.06.2004Пат. N 2230308, Российская Федерация. Сироткин В.М., Сироткин В.В. Аэродинамический способ определения удельной поверхности конденсированной фазы, удельной поверхности твердой фазы и потенциала влаги пористых материалов. Опубл. 10.06.2004

The authors declare that there are no conflicts of interest present.