Fe2O3 là một xỳc tỏc dị thể, nờn diện tớch bề mặt là một trong những yếu tố quan trọng nhằm đỏnh giỏ hoạt tớnh và khả năng hấp phụ của xỳc tỏc. Để xỏc định diện tớch bề mặt chỳng tụi sử dụng phương phỏp đo BET.
Phương phỏp BET thường được ứng dụng để xỏc định diện tớch bề mặt của chất xỳc tỏc rắn và so sỏnh cỏc mẫu chất xỳc tỏc trước và sau phản ứng. Giỏ trị diện tớch bề mặt xỏc định theo phương phỏp BET thường chớnh xỏc hơn phương phỏp xỏc định bề mặt riờng đơn lớp của Langmuir.
Để xỏc định bề mặt riờng của cỏc chất rắn, người ta sử dụng phương trỡnh BET, nghĩa là xỏc định lượng chất bị hấp phụ ở cỏc giỏ trị ỏp suất tương
22
đối P/Po thay đổi. Phương trỡnh BET mang tờn Brunauer, Emmett, Teller (1929) dựa trờn cỏc giả thiết sau:
• Cỏc tõm hấp phụ trờn bề mặt chất rắn đồng nhất về mặt năng lượng và sự hấp phụ xảy ra, cựng tồn tại cỏc lớp hấp phụ cú độ dày khỏc nhau.
• Phõn tử chất bị hấp phụ và chất hấp phụ tương tỏc với nhau ở lớp thứ nhất, cỏc phõn tử khụng bị hấp phụ khụng tương tỏc với nhau.
• Sự hấp phụ luụn luụn đạt tới trạng thỏi cõn bằng hấp phụ. Từ cỏc giả thiết trờn ta cú phương trỡnh BET cú dạng như sau:
P: Áp suất cõn bằng hấp phụ.
Po: Áp suất hơi bóo hũa của của chất lỏng bị hấp phụ. V: Thể tớch chất bị hấp phụ tớnh cho một gam chất rắn.
Vm: Thể tớch chất hấp phụ cần thiết để tạo một lớp đơn phõn tử chất bị hấp phụ trờn bề mặt của một gam chất rắn ở ỏp suất cõn bằng P, ml/g (xỏc định theo phương trỡnh hấp phụ đẳng nhiệt BET bằng phương phỏp đồ thị).
C: Hằng số BET phụ thuộc vào nhiệt vi phõn hấp phụ, với nhiệt độ ngưng T = - 196oC.
Xõy dựng giản đồ P/V(Po – P) phụ thuộc vào P/Po và sẽ nhận được một đường thẳng. Độ nghiờng (tgα) và tung độ của đoạn thẳng OA cho phộp xỏc định thể tớch của lớp phủ đơn lớp (lớp đơn phõn tử) Vm và hằng số C.
Diện tớch bề mặt riờng SBET(m2.g-1) được tớnh theo phương trỡnh sau: SBET = VmNωo
Trong trường hợp chất bị hấp phụ là N2 ở 77oC = -196oC, ωo = 0,162.10-20 m2, N = 6,023 . 1023 thỡ: SBET = 4,35.Vm
23
Hỡnh 1.9. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của P/V(P0-P) vào P/Po