BET法による粉末ゼオライトの比表面積測定

fujiko3_staff — Wed, 11 Mar 2026 08:02:08 +0000

固体表面へのガス分子の物理吸着現象をモデル化、数式化した理論として、BET理論が知られています。この理論に基づき、粉末固体表面へのガス分子の物理吸着量を測定することにより、粉末の比表面積を算出することが可能となります。

BET理論について

固体表面にガス分子が物理吸着する現象のモデルを図1に示します。圧力の上昇に伴い、ガスの吸着量は多くなりますが、同時に2層目、3層目へと多分子層吸着が起こることを想定しています。

このモデルにおいて、相対圧、吸着量の関係を数式で示したものが式1になります。

モデル、理論の提唱者であるBrunauer、Emmett、Tellerの頭文字からBET理論と命名されています。

相対圧P/P₀とP/V(P₀ －P) をプロットし、CやV_mの値を求めます。この際、定数C値が正の値となるよう、計算に使用するP/P₀の範囲を決めます。得られたV_mの値を用いて固体表面の比表面積S_BETを式2によって、求めることができます。

合成ゼオライトのBETプロット及び比表面積の算出

図2に合成ゼオライトのBETプロットを示します。相対圧0～0.05の範囲で、BET式から各パラメーターは、以下のように算出されました。

　　　　V_m = 215.48 cm³/g

　　　　C = 2.2138 E+04

この結果を基に、合成ゼオライトの比表面積は、938 m²/g と算出されました。

使用装置

　　　　　マイクロトラック・ベル製

　　　　　BELSORP MAX 2

　　　　　吸着ガス: N₂

その他のアプリケーションについて

今回紹介したゼオライト以外に、触媒や活性炭などの比表面積の測定にも使用できます。また、細孔分布を分析することも可能です。

測定は協力会社での実施となります。

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不織布シートの細孔分布評価

fujiko3_staff — Tue, 27 Feb 2024 01:00:33 +0000

不織布シートや膜材料の孔径、細孔分布の評価は、機能材料の性能評価、品質管理において重要な分析項目です。不織布シートの最大孔径、細孔分布を、バブルポイント法を用いて評価した例を紹介します。

バブルポイント法について

バブルポイント法は、紙、不織布などシート状材料の孔径評価に適した分析手法です。概要を図1に示します。

試料を薬液に浸漬し空気圧を加えます。圧力を加え、シートに染み込んだ薬液の表面張力に打ち勝ち、気泡の出現が生じたときの圧力をバブルポイントといいます。

最大孔径dは、バブルポイントの圧力、薬液の表面張力を基に計算することが可能です。

d = C γ / P

　　d: 最大孔径

　　C: 定数　　γ: 薬液の表面張力　P: 差圧

圧力変化に応じて、ガスの流量も変化します。流量計でガス量の変化を確認することで、細孔の分布の計測も可能となります。

通常は、水を用いて測定を行いますが、孔径が小さい場合や試料に液が染み込みにくい場合は、フルオロエーテル系の薬液を用います。

液漏れ防止用不織布シートの孔径評価

液漏れ防止用の不織布シートをフルオロエーテル系の薬液に浸し、空気圧を掛けたときの流量変化を図2に示します。

バブルポイント圧は 33.80KPaで、算出された最大孔径は1.35μmとなりました。細孔の分布を評価したところ、孔径サイズは、1.0～1.3μm程度でほぼ均一となっておりました（図3）。

適用範囲

今回は、液漏れ防止用不織布シートの分析事例を紹介しましたが、バッテリーセパレーターの孔径分布評価やピンホール検出にも適用可能な分析手法です。

測定孔径（浸漬液によって異なります）

　　水　　　約0.2～200μm

　　フルオロエーテル　約50nm～40μm