[发明专利]一种测定纳米-微米带电荷颗粒比表面积的方法

权利要求书

1.一种测定纳米-微米带电荷颗粒比表面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选定两种指示离子A^a+、B^b+，对应的阴离子分别为C^c-、D^d-，所述对应的阴离子C^c-、D^d-与A^a+、B^b+形成的化合物为A_cC_a和B_dD_b；所述指示离子A^a+、B^b+为非专性吸附阳离子，a、b、c和d为1或2，A_cC_a和B_dD_b为水溶性盐；

(2)测定纳米-微米带电荷颗粒表面电荷总量，记为N_∞，单位mol/g；

(3)测定平衡体系中指示离子的浓度，分别记为f_A、f_B，根据f_C＝a/c*f_A、f_D＝b/c*f_B计算对应阴离子C^c-、D^d-的浓度，记为f_C、f_D；

(4)将步骤(2)测得的表面电荷总量和步骤(3)测得的离子浓度代入下列式，计算指示离子A^a+、B^b+在纳米-微米颗粒表面的吸附量，分别记为N_A和N_B；

N_B＝[V⁰_Bf⁰_B—f_B(V⁰_B+V_l)]/m

N_A＝(N_∞-bN_B)/a

其中V⁰_B为B^b+离子起始体积，单位为L；f⁰_B为B^b+离子起始浓度，单位mol/L；V_l为沉淀间歇水体积，单位L；m为纳米-微米颗粒样品的质量，单位为g；

(5)将步骤(3)测得的离子浓度利用以下校正后的Davies公式分别计算A^a+、B^b+、C^c-或D^d-的活度，记为a_A、a_B、a_C、a_D：

aA=fAexp[-EZA2(I1+I-0.3I)]]]>

aB=fBexp[-EZB2(I1+I-0.3I)]]]>

aC=fCexp[-EZC2(I1+I-0.3I)]]]>

aD=fDexp[-EZD2(I1+I-0.3I)]]]>

其中π为圆周率3.14，F为Faraday常数96487C/mol，e₀为电子的电量1.6×10^-19C，ε为水的介电常数8.9×10^-10C²/(J·dm)，R为气体为常数8.314J/(K·mol)，T为体系开氏温度；I为离子强度且I=12ΣZi2fi=12(ZA2fA+ZB2fB+ZC2fC+ZD2fD),]]>Z_A、Z_B、Z_C、Z_D分别表示A^a+、B^b+、C^c-和D^d-的化合价；

(6)将步骤(4)和(5)测得的平衡溶液中离子吸附量与离子活度代入下式，即可计算纳米-微米颗粒样品的比表面积：

S=κQ·[NAaA]ZBβBZBβB-ZAβA[NBaB)]ZAβAZAβA-ZBβB]]>

其中，κ为Debye参数，

κ=8πF2ϵRT(12ΣiaiZi2)=8πF2ϵRT12(aAZA2+aBZB2+aCZC2+aDZD2),]]>N_A为离子A的吸附量，单位为mol/g；N_B为离子B的吸附量，单位为mol/g；a_A、a_B平衡溶液中离子A与B的活度，单位为mol/L；Z_A＝+a，Z_B＝+b，Z_C＝-c，Z_D＝-d；β_A、β_B与离子组合有关，不同离子组合间系数β的值如下表：

式中Q函数与电解质组成有关，当电解质化合价之比为1:1与2:1混合时，Q=3+fA/fB;]]>

当电解质化合价之比为1:1与1:2混合时，

当电解质化合价之比为1:1与2:2混合时，

当电解质化合价之比为1:1与1:1混合时，Q＝2；

当电解质化合价之比为2:1与2:1混合时，

当电解质化合价之比为1:2与1:2混合时，

当电解质化合价之比为1:2与2:1混合时，Q=6fB(fA+2fB)+(4fB+fA)6fB(fA+2fB)2fB(4fB+fA)+2fB6fB(fA+2fB);]]>

当电解质化合价之比为2:2与2:1混合时，

当电解质化合价之比为2:2与1:2混合时，Q=2fA(8fA+3fB)+(4fA+fB)2fA(8fA+3fB)fA(8fA+2fB+22fA(8fA+3fB)).]]>