BET 测试理论基于 Brunauer、Emmett 和 Teller 三位科学家提出的理论框架，该理论详细阐述了多分子层吸附现象，并通过 BET 方程建立了单层吸附量（V_m）与多层吸附量（V）之间的数学关系。这一理论不仅适用于测定颗粒的比表面积，还能用于评估孔容、孔径分布，以及氮气吸附脱附曲线的特性。BET 测试法因其广泛的应用范围、数据处理的准确性以及结果的可靠性，在颗粒表面吸附性能研究及相关检测领域中占据主导地位。
测试项目确定
根据不同的研究需求和样品特性，BET 测试可以分为以下几个主要项目：
比表面积测试
这是 BET 测试中最基本的项目，主要用于测量材料的比表面积。通过吸附-脱附等温线的分析，可以准确地得到样品的比表面积参数。这个参数对于评估材料的活性和接触效率具有重要意义。
介孔测试
介孔测试不仅可以提供比表面积的数据，还能进一步分析得到介孔（孔径在 2-50 纳米之间）部分的孔容和孔径分布。这对于研究如催化剂、吸附剂等材料的孔结构对其性能的影响至关重要。
全孔测试
全孔测试是最为全面的测试项目，它不仅包括了比表面积和介孔的分析，还能够提供微孔（孔径小于 2 纳米）部分的孔容和孔径分布信息。这种测试适用于具有复杂孔结构的样品，如微孔和介孔都存在的材料。
选择不同的测试项目取决于研究目的和样品的预期特性。如果研究重点仅在于评估材料的表面活性，那么比表面积测试就足够了；然而，如果需要深入探究材料的孔结构对其性能的影响，介孔测试或全孔测试将提供更加丰富的信息；对于那些既含有微孔又含有介孔的复杂样品，全孔测试能够提供最全面的孔结构数据。
在进行 BET 测试之前，合理的选择测试项目对于获取有意义的数据至关重要。此外，对样品进行适当的准备和精确的测试操作也是确保测试结果准确性和可靠性的关键。
结果分析
拿到结果后每一页数据的具体含义是什么？哪些数据是自己真正需要的呢？可以分为四大块，分别是，测试条件、比表面积信息、孔体积信息和孔径信息。
1
测试条件
如下图所示，可以看到测试的基本条件，包括样品质量、吸附气体和测试温度等。
测试条件信息
2
比表面积信息
根据采用的模型假设不同，可以用来计算材料的比表面积的方法主要有 Langmuir 法、BET 法、B 点法、经验作图法、BJH 法、DR 法和 NLDFT 法等，目前使用最普遍的是 BET 法。
比表面积信息
当然，若有进一步的分析需求，具体方法的选择也可参考下表。
常用孔结构分析理论与计算模型
3
孔体积信息
如图所示，孔体积信息汇总包括单点总孔体积、t-Plot 法微孔体积和 BJH 法累计孔体积等。一般而言，单点总孔体积减去微孔孔容可得到介孔和大孔孔体积，而当大孔孔体积较小的时候，则该值可以近似为介孔孔体积。
孔体积信息
值得注意的是，此处孔体积及下文孔径信息的选择均涉及吸附分支和脱附分支，不同分支下的数值通常会存在较大区别。具有 H1 型回滞环的等温线，采用脱附分支；具有 H2、H3 和 H4 型回滞环的等温线，通常采用吸附分支的结果更为准确。
回滞环的类型可参考国际理论与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）制定的标准，参考下图。
四种典型回滞环类型
4
孔径信息
孔径信息主要包括两类，分别是 BET 法计算得到的数值和 BJH 计算得到的数值，若是微介孔材料，则可选择 BJH 法平均孔径，吸脱附支的选择同上。
孔径信息
5
吸脱附等温线图谱
吸脱附等温线数据（Isotherm Tabular Report）如下图所示，根据图中的相对压力和吸附量即可绘制吸脱附等温曲线，这也是一般论文中描述孔结构信息所必需的图谱之一。
吸脱附等温线原始数据
根据上图原始数据所画的吸脱附等温曲线
6
孔径分布图谱
孔径分布图的绘制可以采用孔径和增长孔体积作为横纵坐标。不过通常人们更习惯于用 dV/dD 或 dV/dlog(D) 作为纵坐标，两者的原始数据在 Excel 表格中均有提供，据此绘制的孔径分布图谱如图所示。吸附支或脱附支的选择遵从上文所提原则。
孔径分布原始数据
根据上图原始数据所画的孔径分布图
当然，除了上述最常见、最关键的数据之外，BET 测试结果通常还包含累计表面积、增长表面积、累计孔体积、增长孔体积以及它们的对数数据，只不过这些数据更多的只是提供参考作用，实际上用于画图分析的并不多。
常见测试及数据分析问题
Q1
都能测孔径分布，怎么选择 MIP 和 BET？
BET 能测的孔径是小于 100nm 以下的孔，100nm 以上的孔基本都需要 MIP 来做，理论上可测孔范围的极限是 950μm（点这里了解 MIP 的基本理论及结果分析）。
Q2
为什么要对样品进行脱气处理？
在进行 BET 测试前，脱气处理是必不可少的步骤。这是因为样品表面往往覆盖有水分和其他污染物，这些物质会影响样品表面与吸附气体的相互作用，从而影响测试结果的准确性。通过在真空条件下加热样品，可以有效去除这些污染物，确保样品表面的干净，从而获得可靠的吸附数据。
Q3
什么是气体吸附等温线？
气体吸附等温线反映了在恒定温度下，样品对气体吸附量随平衡压力变化的关系。通过分析等温线的形状和特征，可以深入理解样品的孔结构特性及其与吸附气体的相互作用机制，进而计算出样品的比表面积、孔体积和孔径分布等重要参数。
Q4
比表面积值是测出来的吗？
比表面积的测定实质上是一个分析和计算过程，而非直接测量。通过测量样品的吸附等温线，并结合适当的理论模型（如 BET 理论），可以计算出样品的比表面积。这一过程需要对样品的特性有充分的了解，并选择合适的模型和参数进行计算。
Q5
比表面和孔径分析用其它气体可以吗？
虽然氮气是最常用的吸附气体，但在某些情况下，可能需要使用其他气体（如氩气或二氧化碳）进行测试。选择吸附气体时，需要考虑气体的惰性、冷却剂的可得性以及气体分子的大小等因素。
Q6
等温吸脱附曲线不闭合？
等温吸脱附曲线不闭合，这种情况比较常见，产生这种现象的原因也比较多，可能原因如下：
（1）材料表面存在特殊的基团和化学性能，导致吸附的气体分子无法完全脱离，即材料对吸附质有较强作用，导致吸脱附会存在一定的不闭合程度；
（2）材料自身的比表面较小。一般吸脱附闭合程度会较差；
（3）称样量问题。称样量太少，容易造成测量不准，也会出现此类情况；
（4）样品前处理问题。温度太高，测试的孔结构坍塌，气体脱附不出来，会出现这个情况；
（5）设备问题。有可能是设备漏气仪器真空系统不保压造成，这样很容易造成吸脱附曲线不闭合；
（6）如果研究碳材料的话需要注意，碳材料的孔大多为柔性孔或者墨水瓶孔，气体吸附之后孔口直径收缩，导致吸附上的气体不易脱附，很容易导致吸脱附曲线不闭合。
Q7
为什么吸附曲线和脱附曲线发生交叉？
吸附曲线和脱附曲线发生交叉的主要原因是：
（1）样品吸附值本身就比较小，容易出现波动；
（2）脱气条件不合适。脱气温度低或者时间短，水分没有完全除去，在脱附过程中脱去了；
（3）实验过程中发生了漏气。如样品管没有拧紧或者样品管上面 O 形圈老化都会造成密封不严，造成等温吸附曲线和等温脱附曲线产生交叉的现象。
Q8
为什么 BET 值为负？
正常情况下样品对吸附质有吸附的话比表面积值应该为正，出现负值的可能有三种原因：
（1）样品自身的原因。可以看等温吸脱附曲线，如果没有吸附的话吸附值应该在 0 附近，再加上仪器误差的现象，也可能跑到负值出现吸附点，所以该类样品的吸附几乎可以忽略；
（2）测试所加样品量过少。造成总的吸附值很低，则容易产生这个现象；
（3）脱气温度和时间不合理。脱气温度过高，造成孔结构的变化或坍塌，脱附温度太低或者脱气时间短，造成脱气不完全，也会产生这个问题。
本文源自微信公众号：中科蓝海ZKBO
原文标题：《BET 数据分析处理及常见问题解答》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/2TWIpM08imxraQrdKt-2zg
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