BET理论

Brunauer-Emmett-Teller (BET) 理论旨在解释气体分子在固体表面的物理吸附，并作为测量材料比表面积的重要分析技术的基础。 这些观察通常被称为物理吸附或物理吸附。 BET理论适用于多层吸附系统，该系统通常使用不与吸附剂（气体附着的材料和气相称为吸附剂）发生化学反应的探测气体（称为吸附物）来量化比表面积 . 氮气是最常用于探测表面的气态吸附物。 因此，标准 BET 分析通常在 N2 (77 K) 的沸点温度下进行。 其他探测吸附物也被使用，尽管不那么频繁，允许在不同温度和测量尺度下测量表面积。 这些包括氩气、二氧化碳和水。 比表面积是一种随尺度变化的特性，没有单一的比表面积真值可定义，因此通过 BET 理论确定的比表面积的数量可能取决于所使用的吸附分子及其吸附截面。

该理论的概念是 Langmuir 理论的延伸，Langmuir 理论是单层分子吸附理论，具有以下假设的多层吸附：

• 气体分子以物理方式无限层层吸附在固体上；
• 气体分子只与相邻层相互作用； 和
• Langmuir 理论可以应用于每一层。
• xxx层的吸附焓恒定且大于第二层（甚至更高）。
• 第二层（和更高层）的吸附焓与液化焓相同。

其中 c 称为 BET C 常数，p o 是吸附性液相的蒸气压，该液相处于吸附物的温度，θ 是表面覆盖率

这里 n a d s {displaystyle n_{ads}} 是吸附质的量，而 n m {displaystyle n_{m}} 被称为单层当量。 n m {displaystyle n_{m}} 是作为单层（理论上不可能进行物理吸附）存在的全部量，该单层将恰好覆盖一层吸附物的表面。 为了便于分析，通常将上面的等式重新排列以产生以下等式

其中 p {displaystyle p} 和 p 0 {displaystyle p_{0}} 分别是吸附温度下吸附质的平衡压力和饱和压力； v {displaystyle v} 是吸附气体量（例如，体积单位），而 v m {displaystyle v_{mathrm {m} }} 是单层吸附气体量。 c {displaystyle c} 是下注常数，

其中 E 1 {displaystyle E_{1}} 是xxx层的吸附热， 是第二层和更高层的吸附热，等于 液化热或汽化热。

等式 (1) 是吸附等温线， 该图称为 BET 图。 该方程的线性关系仅在0.05 < 1 的范围内保持。

斜率 A {displaystyle A} 和直线的 y 轴截距 I {displaystyle I} 的值用于计算单层吸附气体量 v m 和 BET 常量 c 。

BET 方法广泛用于材料科学，用于通过气体分子的物理吸附来计算固体的表面积。