BETVerfahren

Das BET-Verfahren, benannt nach Brunauer, Emmett und Teller, ist ein methodischer Ansatz zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Messung der Adsorption eines Gases, üblicherweise Stickstoff, bei 77 K. Es dient der Charakterisierung poröser Materialien wie Aktivkohle, Katalysatorträgern oder Pulverstoffen.

Prinzip und Gleichung

Das Verfahren basiert auf Mehrschichtadsorption. Von einer Monolage ausgehend können weitere Adsorptionslagen entstehen. Die BET-Gleichung lautet in der linearen Form:

1/[V_ads (P0/P – 1)] = (C–1)/(V_m C) · (P/P0) + 1/(V_m C)

Dabei ist V_ads das adsorbierte Gasvolumen, P der relative Druck (P/P0), V_m das Monolagenvolumen pro Gramm Probe und C die BET-Konstante. Aus der linearen Regression liefert V_m Werte, mit denen die spezifische Oberfläche berechnet wird.

Auswertung und Oberfläche

Die spezifische Oberfläche S_BET ergibt sich aus S_BET = (V_m · N_A · σ) / m, wobei N_A die Avogadro-Konstante, σ der Oberflächenquerschnitt des Adsorptivums (beispielsweise ca. 0,162 nm² für N2) und m die Probe- Masse ist. Üblicherweise wird V_m in cm³ STP pro g angegeben, sodass die Einheit der Oberfläche m²/g ist.

Durchführung

Typischer Versuchsaufbau beinhaltet Degassieren der Probe, Messung der Adsorptions- und Desorptionsisotherme (oft mit Stickstoff bei 77 K), und anschließende lineare BET-Analyse im geeigneten relativen Druckbereich, meist 0,05–0,35. Die Methode ist besonders zuverlässig für Mesoporen; bei stark microporösen Materialien können Ergänzungsmethoden nötig sein.

Anwendungen und Einschränkungen

Das BET-Verfahren ist Standardmethode zur Bestimmung der Oberflächen von Aktivkohlen, Katalysatorträgern, keramischen und polymeren Materialien. Einschränkungen ergeben sich durch Annahmen über Mehrschicht-Adsorption, die Porenstruktur und die Wahl des Adsorbats; microporöse Systeme erfordern oft ergänzende Auswertungen.