BETMessungen

BETMessungen bezeichnen Messungen der spezifischen Oberfläche eines Materials anhand der Stickstoffadsorption bei 77 Kelvin und der Brunauer-Emmett-Teller (BET) Theorie. Ziel ist es, die Monolagenkapazität Vm zu bestimmen und daraus die spezifische Oberfläche SSA des Materials abzuleiten.

Prinzip und Vorgehen: Bei der Messung wird das Probenmaterial in einem Adsorptions-Setup schrittweise Stickstoff ausgesetzt, und die Adsorption als Funktion des relativen Drucks P/P0 aufgezeichnet. Aus der BET-Formel ergibt sich eine lineare Beziehung der Form 1/[V((P0/P)-1)] versus P/P0, deren Steigung und y-Achsenabschnitt Vm und C liefern. Vm entspricht dem Gasvolumen, das zur Monolage adsorbiert wird. Die Konstante C gibt Hinweise auf die energetische Anhaftung des Adsorbats. Typischerweise wird der lineare Bereich des BET-Plots im Bereich von P/P0 ca. 0,05 bis 0,30 verwendet. Aus Vm wird die Oberflächenfläche berechnet.

Berechnung der Oberfläche: Die spezifische Oberfläche SSA wird aus Vm abgeleitet. Für Stickstoff bei 77 K gilt grob SSA ≈ Vm × 4,35 m²/g, wobei Vm in cm³(STP) pro g angegeben ist. Der Faktor 4,35 ergibt sich aus der Molekülgröße von Stickstoff, Avogadros Zahl und dem molaren Volumen bei STP. Das Ergebnis gibt die Oberfläche pro Gramm Probenmaterial an.

Anwendung und Einschränkungen: BET-Messungen eignen sich gut für poröse Materialien wie Aktivkohle, Silikate, Metallorganische Gerüste oder Pulver. Microporöse Materialien erfordern sorgfältige Bewertung der linearen BET-Region und ergänzende Analysen (z. B. BJH-Porenverteilung, T-Plot). Die Ergebnisse hängen stark von Probenvorbereitung, Degasungstemperatur und Adsorptionsbedingungen ab.

Verwendung: Die Messergebnisse dienen der Beurteilung der Reaktivität, Katalysatoraktivität, Adsorptionskapazität und Materialcharakterisierung in Forschung und Industrie.