ICS 71.100.99 G 85 中华人民共和国国家标准 GB/T35109—2017 分子筛氮氧分离静态测定方法 Static test method of nitrogen and oxygen separation for molecular sieves 2017-12-29发布 2018-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T35109—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准参考了ISO9277:2010《气体吸附BET法测定固态物质的比表面积》的部分内容 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会分子筛分技术委员会（SAC/TC105/SC6） 归口。 本标准起草单位：上海化工研究院、上海绿强新材料有限公司、河南省化工产品质量监督检验中心 本标准主要起草人：朱琳、张佳、王鹏飞、周永贤、商照聪、陈平。 1 GB/T 35109—2017 分子筛氮氧分离静态测定方法 1范围 本标准规定了用静态吸附容量法测定分子筛对氮气和氧气吸附分离能力的测定方法。 本标准适用于各类空气分离用分子筛。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T6679—2003固体化工产品采样通则 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 吸附adsorption 多孔固体吸附剂与流体相（液体或气体）相接触，流体相中的单一或多种物质向多孔固体表面选择 性传递，积累于多孔固体吸附剂微孔表面的过程。 3.2 平衡吸附压力 equilibrium adsorption pressure 吸附剂与吸附质达到吸附平衡时气体的压力。 3.3 死体积dead volume 在平衡压力下，吸附质未能到达区域的体积。 3.4 吸附量 量adsorption amount 在平衡吸附压力下，吸附剂吸附气体的量。 3.5 吸附等温线 adsorptionisotherm 在恒温下，吸附的气体量对平衡压力或相对压力作图所得到的曲线。 3.6 氮氧分离系数（比）separation factor(ratio)of nitrogenand oxygen a 氮氧在吸附相中的平衡吸附量与氮氧在气相中的平衡摩尔分数的比值。 Xnz X Yo2 α= Xoz XYN2 式中： X——吸附质在吸附相中的平衡吸附量； 1 GB/T35109—2017 Y一一吸附质在气相中的平衡摩尔分数。 4方法提要 通过静态吸附容量法测定分子筛试样在不同分压下对氮气和氧气的吸附量，根据氮氧分离系数 （比）定义式计算得到分子筛试样的氮氧分离系数（比）。 容量法是利用气体状态方程（即pV=nRT），在一定温度下，通过测量与一定质量的吸附剂接触前 后的气体的压力和体积V来计算吸附剂对气体的吸附量。容量法测试仪器原理示意图见图1。 分 析 气 说明： 1——试样; 2——恒温杜瓦瓶； 真空系统； 3 4——压力计； 5 气体量管。 图1容量法气体吸附量测定仪原理示意图 5仪器 5.1凡符合静态气体吸附容量法基本原理的试验装置，均可作为本标准的测定仪器，但要求真空度优 于1.3Pa，气体量管恒温控制不大于士0.1℃，体积测量精度0.05cm。 5.2分析天平，感量为0.1mg。 5.3干燥箱，可控制温度110℃±5℃。 5.4真空干燥器。 5.5 5温度计，0℃~50℃，精度0.1℃。 6材料 6.1 氮气，钢瓶装，纯度不低于99.99%。 6.2 2氧气，钢瓶装，纯度不低于99.99%。 6.3 氨气，钢瓶装，纯度不低于99.99%。 6.4液氮，纯度不低于98%。 2 GB/T35109—2017 6.5水，实验室三级水，25℃±0.2℃。 7试验步骤 7.1试样准备 7.1.1按照GB/T6679一2003要求采样。 7.1.2试样测试前应放置在干燥箱中烘干，在110℃士5℃下烘干2h，置于真空干燥器中，试样自然冷 却至室温。 7.2试样预处理和脱气 7.2.1将杜瓦瓶中液氮加至离上端5cm处。小心将脱气站冷阱浸人杜瓦瓶中，将杜瓦瓶保温盖安好。 7.2.2将干净的空样品管安装在脱气站上脱气，在350℃脱气至少10min。然后待空管温度恢复至室 温后，回填氮气至常压。将样品管从脱气站移开后，用塞子密封好，准确称量空样品管质量，精确至 0.1mg，此质量记为mi。（如采用自动密封塞，应先使用密封塞密封好样品管后，再进行脱气及测试。 如没有采用自动密封塞，当空管从脱气站移开时，应立即用胶塞子塞上，避免称量误差。） 7.2.3称取约0.3g～0.4g试样加人样品管中。使用漏斗，将试样倒人样品管底部，尤其应避免粉体试 样粘附于样品管壁。 7.2.4把样品管与脱气口连接，套好加热套，设定脱气时的加热温度为350℃，开始加热抽真空。升温 速度10℃/min。当加热温度达到350℃，系统真空度达到1.3Pa时，再连续脱气4h。具有多级温度 设置程序仪器，可设定低温段90℃，脱气至1.3Pa后，升温至350℃，再连续脱气4h。然后待样品管 温度恢复至室温后，回填氮气至常压。 注：部分试样经350℃加热脱气可能影响其吸附性能，可在其他温度下脱气，但测试报告中应注明 7.2.5从脱气口取下脱气后的样品管，如果没有自动密封头，要用胶塞子迅速堵上样品管口，称重，精 确至0.1mg，此质量记为m2，由m2与ml之差得到试样净重mNz（mo）。 7.3死体积的测定 7.3.1将装有试样的样品管移至分析系统试样接口。开始分析前确认钢瓶气体压力不低于1.4MPa， 减压表压力设定为0.1MPa～0.14MPa。 7.3.2配制25℃土0.2℃的水，使用温度计测量后加人分析口杜瓦瓶中，液面距瓶口约5cm处。升高 杜瓦瓶，将样品管浸人至杜瓦瓶中，控制试样低于液面不少于10cm，并在整个测定过程中保持。 7.3.3抽气排空待测样品管中的氮气，使系统压力低于1.3Pa。 7.3.4向分析系统中已校准体积的气体量管充入氮气，至压力达到79.9kPa～119.9kPa，记录压力和 温度，然后打开待测试样阀，使氮气冲入样品管。平衡5min后，记录平衡压力和温度，根据记录的压力 和温度以及已知的量管体积，得到死体积。 7.4试样分析 7.4.1抽气排空分析系统氨气，使系统压力低于1.3Pa。 7.4.2根据分析要求向系统冲人分析气体，在设定压力条件下测定吸附试验点，记录相应的平衡吸附 压力P，根据记录的平衡压力、温度、已知的量管体积以及死体积计算得到吸附量VN2（Vo）。氮气测试 设定压力为79.113kPa，氧气设定压力为21.221kPa。 7.4.3测定完成后，抽空排除系统及样品管内的分析气体，移去杜瓦瓶，待样品管温度回升到室温，用 氮气回填样品管至常压。 7.4.4若采用自动物理吸附仪，通过仪器内置软件控制系统，输入待测试样分析信息，上述脱气及分析 3