Phương pháp trọng lượng Hấp phụ hơiNó là một công cụ phân tích có độ chính xác cao được sử dụng để xác định chính xác hành vi hấp phụ và khử phụ của hơi nước hoặc hơi hữu cơ/vô cơ khác của vật liệu rắn. Nó được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và kiểm soát chất lượng của vật liệu xốp, chất xúc tác, dược phẩm, thực phẩm, MOFs (khung hữu cơ kim loại), màng ngăn pin, vật liệu polymer và các lĩnh vực khác. Nguyên lý cốt lõi của nó dựa trên "phương pháp trọng lượng", theo dõi sự thay đổi khối lượng của mẫu ở nhiệt độ và áp suất riêng phần của hơi nước trong thời gian thực thông qua cân vi lượng có độ nhạy cao, dẫn đến các đường đẳng nhiệt hấp phụ hoàn chỉnh, đường cong động lực và các thông số nhiệt động lực học.

Thiết bị này thường bao gồm một lò xo thạch anh có độ chính xác cao hoặc cân bằng lực điện từ cân bằng dấu vết (độ phân giải lên đến 0,1 µg), hệ thống điều khiển nhiệt độ không đổi, sự xuất hiện hơi nước và mô-đun điều chỉnh áp suất riêng phần (đạt được bằng cách trộn hơi bão hòa hoặc pha loãng khí mang), hệ thống bảo vệ bầu không khí chân không/trơ, và phần mềm điều khiển thông minh. Trong quá trình thí nghiệm, mẫu được đặt trong buồng đo kín, thiết bị có thể lập trình kiểm soát áp suất tương đối hơi (P/P₀) từ gần 0 đến gần 1, ghi lại sự thay đổi khối lượng khi cân bằng hấp phụ theo từng điểm, do đó tính toán diện tích bề mặt cụ thể, phân bố khẩu độ, hấp thụ độ ẩm, độ ẩm tới hạn, hệ số khuếch tán và các chỉ số hiệu suất quan trọng khác.

　　Phương pháp trọng lượng Hấp phụ hơiCác thành phần chính của nó như sau:

I. Hệ thống cân bằng vi lượng có độ chính xác cao (thành phần cốt lõi)

Cân treo từ siêu vi hoặc cân bằng lò xo thạch anh:

Độ phân giải lên đến 0,1 µg hoặc thậm chí 0,01 µg;

Có thiết kế bù nhiệt độ và chống rung;

Giỏ hàng mẫu được treo dưới cảm biến cân bằng bằng sợi nhỏ.

Buồng che chắn nhiệt độ không đổi:

Cán cân được đặt trong buồng điều khiển nhiệt độ độc lập để tránh hơi nước và biến động nhiệt độ can thiệp vào cân nặng.

II. Hệ thống tạo hơi và điều khiển

Hệ thống mang khí

Khí trơ có độ tinh khiết cao (như N₂, Ar) hoạt động như khí mang và đi vào hệ thống sau khi giảm áp suất, lọc, sấy khô.

Máy tạo hơi nước bão hòa (Bubbler hoặc Vapor Generator)

Bồn tắm nước hoặc bồn tắm dầu kiểm soát nhiệt độ của chất lỏng (ví dụ: nước, ethanol, acetone), tạo ra hơi bão hòa;

Độ ẩm tương đối tùy ý (RH) hoặc áp suất riêng phần hơi (P/P₀) đạt được bằng cách trộn chính xác khí mang khô với hơi bão hòa thông qua Bộ điều khiển lưu lượng khối (MFC).

Đường ống hơi nước

Cách nhiệt đầy đủ với đường ống nhiệt (ngăn ngừa ngưng tụ), vật liệu là thép không gỉ hoặc kim loại được xử lý thụ động, tránh mất hấp phụ.

III. Buồng thử nghiệm mẫu (bể hấp phụ)

Phòng mẫu nhiệt độ không đổi:

Phạm vi nhiệt độ thường là 5 ° C~150 ° C (một phần lên đến 200 ° C), kiểm soát nhiệt độ chính xác ± 0,1 ° C;

Giá đỡ mẫu tích hợp, có thể đặt bột, hạt, màng, sợi và nhiều mẫu hình thái khác;

Cấu trúc niêm phong:

Giao diện tải và dỡ hàng nhanh chóng để đảm bảo độ kín khí và ngăn rò rỉ ảnh hưởng đến nồng độ hơi.

IV. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ

Kiểm soát vùng nhiệt độ độc lập:

Máy phát hơi nước, đường truyền, khoang mẫu, khoang cân bằng kiểm soát nhiệt độ độc lập riêng;

Sử dụng thuật toán PID+cảm biến PT100 để đảm bảo nhiệt độ đường dẫn khí đồng đều và ổn định, tránh ngưng tụ.

V. Lọc khí và xử lý khí thải

Bộ lọc trước: loại bỏ độ ẩm và tạp chất từ khí mang;

Bẫy lạnh hoặc bẫy hấp phụ: bẫy không phản ứng với hơi nước, ngăn ngừa ô nhiễm môi trường hoặc bơm chân không (nếu được trang bị);

Hệ thống chân không tùy chọn: được sử dụng để khử khí chân không trước khi bơm (một số mô hình hỗ trợ chế độ trộn động+tĩnh).

VI. Hệ thống điều khiển và phần mềm

Máy tính công nghiệp+Phần mềm điều khiển đặc biệt:

Để đạt được điều khiển chương trình tự động: đặt gradient RH, nhiệt độ, thời gian cân bằng, chu kỳ hấp phụ/khử phụ;

Hiển thị thời gian thực thay đổi khối lượng, lượng hấp phụ, đường đẳng nhiệt, đường cong động lực;

Tự động tính diện tích bề mặt cụ thể (BET), phân phối khẩu độ (DFT/NLDFT), hệ số khuếch tán, hằng số Henry, v.v.

Định dạng đầu ra dữ liệu: Hỗ trợ CSV, Excel, báo cáo PDF, phù hợp với yêu cầu GLP/GMP.

VII. Mô-đun an toàn và phụ trợ

Phát hiện rò rỉ và báo động: giám sát độ kín của đường ống;

Nút tắt khẩn cấp: nhanh chóng cắt hơi nước và sưởi ấm khi bất thường;

Giám sát mức chất lỏng tự động (để bubbler): ngăn chặn sự cạn kiệt chất lỏng dẫn đến mất kiểm soát nồng độ;

Chức năng làm sạch khí trơ: Hệ thống làm khô nhanh sau khi thử nghiệm kết thúc.