Micromeritics 3Flex

高性能气体吸附

Micromeritics 3Flex 提供孔隙率、化学吸附、表面积和程序升温方法。

  • 用于测量微孔固体表面积和孔隙率的高性能气体吸附分析仪
  • 集成蒸汽吸附功能,可测量表面疏水性/亲水性或特定应用的吸收率
  • 静态和动态化学吸附功能,可表征活性表面
  • 分析排序,以测量单个样品的物理吸附、化学吸附和蒸汽吸附情况

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概述

3Flex 是 Micromeritics 的一款高性能气体吸附分析仪,是用于测量粉末和颗粒材料的孔径、孔体积和表面积的最先进仪器。  

3Flex 适用于微孔(<2 纳米)和中孔(2 至 50 纳米)材料的气体或蒸汽吸附分析,具有出色的精度、分辨率和数据缩减能力。 

标准方法或用户自定义协议可用于表征吸附剂、催化剂、沸石、MOF、API、赋形剂以及各种多孔和无孔材料。

化学吸附配置

利用我们的化学吸附配置,可使您的 3Flex 支持物理和化学吸附测定。非常适合用于表征催化剂、催化剂载体、传感器和各种其他材料的质地和活性表面。

  • 表面积
  • 中孔
  • 微孔
  • 循环吸附和解吸
  • 吸附热
  • 蒸汽吸附
  • 静态化学吸附
  • 程序升温反应:TPR、TPO、TPD、TPSR
  • 动态化学吸附

分析端口

Micromeritics 3Flex 设有三个并行分析端口。一个端口配置有超高灵敏度 0.1 Torr 传感器,可以表征超微孔区域。 

所有三个端口都可配置为微孔分析,以提高要求最严格的实验室的通量。 

Flex 是 3Flex 的单端口配置选项,专为通量需求有限的实验室而设计。

特点

扩大您的研究范围

突破微孔界限,将分辨率范围扩展到超微孔水平。Micromeritics 3Flex 先进的传感器技术和真空管理使您能够收集吸附等温线以及孔径小至 0.3 纳米的材料的孔径分布情况。此外,利用独有的新型孔径分布模型,您可以使用 H2、O2或 CO2 更快地测量更小的孔隙。

扩展和增长您的知识

Micromeritics 3Flex 允许您优化实验参数,以更好地了解您的材料。3Flex 能够在一次运行中同时使用 3 种不同的探针气体对样品进行分析,每个分析端口使用一种探针气体。

优化您的材料

Micromeritics 3Flex 提供最高质量的等温线:最宽的压力范围、最高的分辨率和最精确的吸附测量数据。MicroActive 提供数量最多的经同行评审的模型,用于研究孔径分布和表面质地。结合这些模型,您可以深入了解材料的结构和性能。验证您的理论,合理设计和合成 MOFs、沸石、活性碳和其他产品。3Flex 的 3 端口中孔和微孔设计带来高通量,使您能够迅速表征和了解高性能材料的表面积、孔隙率和吸附能力。

高分辨率、高通量物理吸附和化学吸附仪器

3Flex 被公认为材料表面表征领域最先进的仪器,已成为提供高分辨率吸附和解吸等温线的重要工具,可促进和验证对新材料的基本认识

3Flex 是进行气体吸附测量的首要平台,提供用于高级物理吸附测量的完整功能组合。

  • 可测量的样品压力最低,能够从超微孔区域开始对材料进行完整表征,由超净歧管设计驱动,该设计采用硬密封阀门和耐化学腐蚀的金属密封件,具有化学兼容性、更高的抽真空速度和更优真空性能,以及业内最低的排气率。
  • 等温线数据收集从 10 开始。
  • 使用先进的加样方法和专有硬件,快速收集高分辨率吸附等温线。先进的加样方法允许用户结合压力和体积增量,以优化高吸收率和低吸收率区域的等温线分辨率。专有的计算机控制伺服阀可确保在更短的时间内准确加样。
  • 可针对低表面积材料的氪分析配置端口。
  • 标准配置包括蒸汽吸附功能;可选配加热蒸汽源,扩大分析范围。
  • 依次进行气体吸附、蒸汽吸附和化学吸附等实验,以确定基本表面结构、功能性能和化学表面特征,而无需将样品从仪器中取出。
  • 在一次分析中同时使用三种不同的吸附气体对样品进行分析,每个端口各使用一种吸附气体。
  • 配有专用压力传感器的 Po 端口可对饱和压力进行持续监测。
  • MicroActive™ 数据缩减软件提供强大而直观的数据分析。
  • 占地面积小,节省宝贵的工作台空间。

通过化学吸附功能扩展 3Flex 的分析范围。其他功能包括:静态化学吸附、动态化学吸附和脉冲化学吸附,用于测量特定的表面化学性质。

由于增加了集成热导检测器 (TCD),3Flex 可以提供高度精确的动态化学吸附分析:程序升温还原 (TPR)、氧化 (TPO)、解吸 (TPD) 和反应 (TPRx)。研究催化剂和吸附剂的特定吸附或解吸过程的温度依赖性。

TCD 循环选件还可进一步扩展脉冲化学吸附功能,用于测量活性表面积和自动进样循环。

采用创新设计,只需数分钟即可从物理吸附分析完全切换到化学吸附分析。

  • VCR 密封件可提供更高的系统清洁度、低排气率和基本压力。因此,产品能够得出精确的低压化学吸附等温线,并且能够测量对氧气敏感的材料。
  • 标准高精度质量流量控制器可提供最精确的气体控制。
  • 高温炉(高达 1100°C)可提供快速准确的斜率,温度精确可控并且具有可重复性(±1°C)。
  • 出色的温度控制可保持单一等温线的准确性和可重复性。
  • 总共多达十六个*气体入口,可研究多种探针气体,最大限度地提升效率和应用范围。
  • 高温精密石英池可提高分析的准确性和灵敏度。
  • 加热的蒸汽还可用作化学吸附分析的吸附剂。
  • 功能强大的 MicroActive 软件可自动收集数据并进行深入分析;可开展的分析包括:峰值积分、峰值解卷积(曲线拟合)以及计算活性表面积、晶粒尺寸和分散度。
  • 行业独有的局部环路阀门温度测量和控制功能提高了 TCD 信号(TCD 环路选项)的精度、信号可检测性和可重复性。

系统配置

物理吸附配置

  • 高分辨率气体吸附等温线,具有世界上最好的低压灵敏度蒸汽吸附分析
  • 重复吸附/解吸

化学吸附配置

  • 静态化学吸附分析
  • 准确、稳定的炉温可达 1100 °C
  • 集成式样品制备和活化,包括质量流量控制器

Chemi-TCD 配置

  • 动态化学吸附,包括程序升温分析
  • MicroActive 中的注入口、冷捕集器和新分析协议可支持动态化学吸附分析:TPR、TPO、TPD、TPRx

Chemi-TCD Loop 配置

  • 脉冲化学吸附增加了精确性、可重复性和再现性,因为除了四个气体入口、一个用于流量控制的限流器和一个行业独有的注入器回路阀外,还增加了两个回路选项;回路注入时的局部温度测量/控制

应用

金属有机框架 (MOF) 和多孔有机聚合物

通过 MOF 和 POP 赋能能量存储和气体分离研究。

  • 研究氢吸附焓的影响:3Flex 能够快速地从物理吸附切换到化学吸附,从而研究与配体影响相关的焓。
  • 确定表面积、孔隙率和基质/分析物相互作用对吸收、容量和释放评估的影响关系:3Flex 能够在一次运行中同时使用 3 种不同的探针气体对样品进行分析,每个分析端口使用一种探针气体。

  • 评估最佳小孔尺寸,将其作为增强氢-框架相互作用的策略:出色的气体管理和温度控制可得出精确的微孔和超微孔(<0.7 纳米)测量数据。

  • 使用 NLDFT 模型进行高级孔径分析:MicroActive™ 数据软件允许您使用直观的用户界面,以图形方式获取所需的等温线数据范围。这减少了将数据转换为织构信息(包括表面积和孔径)所需的时间和精力。MicroActive 用户界面让您可以将数据导出至您的首选软件,以进行进一步分析或定制绘图,强大的报告软件包括将数据导出到电子表格、保存为 PDF 或打印报告。

提高对沸石设计策略和合成的认识
  • 定量确定表面活性位点的数量,以发挥催化潜能:提供与催化剂的单层吸收、金属面积、分散性和晶粒大小有关的数据。Flex 系列非常灵活,您可以在几分钟内从物理吸附分析快速切换到化学吸附分析,从而在一台仪器中进行完整的表征。

  • 确定沸石处理是否导致结构损坏或性能衰减:3Flex 的先进结构可提供业界领先的微孔分辨率,并提供信息帮助解决加工过程中产生的微小结构缺陷。3Flex 的先进设计具备业界领先的分辨率和准确性。获得有关孔隙结构的宝贵洞察,以更好地了解传输、扩散速率和选择性。 

获得宝贵的数据以改善活性炭吸附剂和催化剂的性能
  • 根据固定床和流动系统中性能的驻留时间确定吸附动态:获取宝贵的数据,以便更好地了解表面积、孔体积和孔径分布对性能的影响。

  • 深入了解结构和化学异质性对吸附动力学的影响:出色的气体管理、硬密封阀门和金属密封件以及精确的温度控制,确保了精确的微孔测量数据。评估与孔隙率和表面活性有关的温度和化学失活过程。精确的温度和气体控制可确保样品与样品、批次与批次之间分析数据的可重复性。

技术指标

一般规格

Analysis range
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
Parallel physisorption analysis ports
3Flex:3
Flex:1
Available micropore ports 仅 3Flex 物理吸附:最多 3 个
3Flex 化学吸附:最多 3 个,一个端口,化学吸附和物理吸附两用
Dosing and evacuation control
专有伺服阀
通过压力或体积控制加样
Roughing pump 4 级膜片
Krypton analysis
标准配置 1 个端口,最多可选配 3 个端口
Simultaneous analysis gases 最多可同时使用 3 种气体,每个端口使用一种探针气体
Min. measurable surface area
标准 0.01 m2/g
氪 0.0005 m2/g
Manifold temperature control 45 °C,±0.05 °C,带 3 个放置在关键位置的 RTD
Adsorptive gas inlets 仅 3Flex 物理吸附:6
3Flex 化学吸附:标准配置为 12 个;最多可选配 16 个
Vapor sorption
端口 1 和 2:标准
端口 3:可选,带加热蒸汽源
Furnace 仅 3Flex 物理吸附:N/A
3Flex 化学吸附:环境温度至 1100°C,可对升温速率进行程序控制,范围为 0.1 至 50 °C/分钟
Mass flow controller
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:标准,流量高达 200 dm3/min
TCD & cold trap for TPx
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:可选
Automated loop
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:可选
Dedicated port (residual gas analysis by MS/FTIR)
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:包含
Mass spec / external system software interface control 包含
Degas 3 个原位,6 个额外的专用预处理系统
Pressure transducer system 最高 12
Transducer accuracy
1000 Torr 0.12% 读数
10 Torr 0.12% 读数
0.1 Torr 0.15百分之 读数

低温

Analysis range
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
Parallel physisorption analysis ports
3Flex:3
Flex:1

报告

Analysis range
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
Parallel physisorption analysis ports
3Flex:3
Flex:1

最大限度地减少工作台空间占用

Analysis range
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
Parallel physisorption analysis ports
3Flex:3
Flex:1
Available micropore ports
3Flex 仅物理吸附:最多 3
3Flex 化学吸附:包含

附件

即使采用最好的制备方法,微孔材料也可能在从制备流程转移到分析站的过程中吸附气体。因此 3Flex 包含一个原位样品管加热器,可以在分析站完成样品制备,从而最大限度地提高微孔和超微孔材料的分析准确性。

通用附件

Cryostat I

Micromeritics Cryostat I 是一种基于吉福德-麦克马洪原理的单级低温制冷器,旨在与 3Flex 搭配使用。

Chiller Dewar

液体再循环系统

Micromeritics 的 Chiller Dewar 是一个闭环再循环系统,旨在与 3Flex 无缝搭配使用。

ISO Controller

低于环境温度的热电冷却杜瓦瓶

Micromeritics 的 ISO Controller 专为 3Flex 而设计,利用基于珀耳帖原理的热电冷却技术。

样品制备系统

FlowPrep

Micromeritics FlowPrep 让您能够为您的应用和样品材料选择最合适的气体、温度和流速。

LN2 传输系统

该系统专为便捷地充装气体吸附仪器的杜瓦瓶而开发,但也可用于其他低温应用。

Smart VacPrep

Micromeritics Smart VacPrep 是一款先进的六端口系统,通过加热和抽空,利用真空制备样品。

VacPrep

Micromeritics VacPrep 具有六个脱气工位,其中每个工位都可以选择真空或气流制备方法。

高分辨率等温线

Micromeritics 3Flex 上的超稳定无泄漏歧管设计为低压测量(低至 10-9p/p0)提供了理想的环境。嵌入式温度控制(45°C ± 0.05°C)和三个精心定位的 RTD 测量可确保最高的气体体积精度。 

因此,在各种分析压力范围内均可以获得高精度等温线,确保从中孔径到超微孔径都能获得完整可靠的表征。

独特的计算机控制伺服阀技术确保了计量的准确性,特别是在低分析压力下,传统设计很难提供准确的加样。 

先进的加样控制装置可将按压力增量加样与按体积增量加样完美结合起来。因此可实现最高分辨率等温线和最短分析时间。

蒸汽等温线

Micromeritics 3Flex 非常适合用于研究蒸汽吸附。每台仪器都配有一个歧管,温度控制在 45 °C (±0.05 °C),可防止蒸汽加样过程中发生冷凝。 

可用的加热蒸汽源扩大了可用分析蒸汽的范围。包含超过 80 种固定气体和蒸汽的丰富的流体特性库,可最大限度地提高分析能力。 

使用碳氢化合物作为吸附剂,可以轻松收集等温线数据。

全套实验控制措施

先进的实验控制措施可让您轻松设计测量方法,满足您对精确度、速度和实验条件的需求。

  • 气体选择 - 可从 80 多种吸附质中选择
  • 自由空间在环境温度和分析温度下均可测量;选择在分析后测量自由空间,以提高微孔精度
  • 压力表中添加的加样方法选项可让您更改压力增量、体积加样增量和数据点之间的均衡间隔时间
  • 在实验期间更新加样方法设置
  • 从气体入口或蒸气源加样
  • 自动重复等温线以分析可逆吸附

增强耐腐蚀性 (ECR)

对于需要特别侵蚀性气体成分的研究,Micromeritics 3Flex 可提供具有增强耐腐蚀性 (ECR) 的特殊版本。 

为了在最恶劣的工作条件下提供最大的稳定性,接液材料采用了高耐腐蚀性的哈氏合金、稳定的全氟弹性体和惰性涂层不锈钢。

出色的化学吸附硬件多功能性

标配化学吸附功能的气体歧管多达十六个入口*。样品活化过程中的流量控制采用质量流量控制器 (MFC),可实现精确、可重复的样品制备。 

所有化学吸附配置都包含 MFC。

*带环路配置的 TCD

原位化学吸附样品制备和活化

原位制备和活化提供了一种无需用户干预的全自动方法,并将活化和分析完全集成到一个简单易用的应用程序中。 

灵活的预处理选项可用于还原、氧化、排空和净化。

高级数据分析和报告

MicroActive 数据缩减和控制软件专为 Micromeritics 3Flex 设计,软件的功能包括:

  • 实时图形数据处理可实时更新结果,快速轻松地优化数据分析设置
  • 用户可通过图形界面选择数据范围,直接进行 BET、BJH、t-Plot、Langmuir 和 DFT 解释等建模
  • 最大的 NLDFT 模型库用于计算孔径和表面能量分布情况
  • 将孔径分布与汞侵入相结合,在最宽的长度范围内呈现完整的分布情况
  • 用于用户定义报告的 Python 编程接口
  • 最多可叠加 25 个文件:汞侵入结果可以与 3Flex 的孔径分析结果叠加

交互式报告

Micromeritics 3Flex 交互式报告包括:

  • 等温线
  • BET 表面积
  • Langmuir 表面积
  • t-Plot
  • Alpha-S 方法
  • BJH 吸附和解吸
  • Dollimore-Heal 吸附和解吸
  • Horvath-Kawazoe
  • NLDFT 高级孔径分布
  • 基于吸附和/或解吸的 DFT 孔径和表面能量
  • 差异滞后扫描
  • 吸附热
  • 混合气体​​等温线的理想吸附溶液理论 (IAST)
  • Dubinin-Radushkevich
  • Dubinin-Astakhov
  • 用户定义的报告 (5)

NLDFT 双等温线解旋和孔径分布

通过 NLDFT 高级 PSD 双 DFT 建模,用户可以将从氮气/氩气和二氧化碳、氢气或氧气等温线收集到的信息结合起来,为存在分子大小孔隙的材料(如碳缝孔)提供完整的孔径分布。 

与标准氮气分析相比,此方法的孔径分析范围扩展到了更小的孔径。这是因为 CO2、H2和 O2 可以进入超微孔,而在低温条件下,由于扩散限制,N2 无法进入超微孔。 

与基于 N2 或 Ar 的完整等温线相比,CO2 和 H2 或 O2 的扩散时间更快,这也意味着整个微孔分析时间会缩短。

通过这种先进的 NLDFT 方法,您可以利用两个等温线确定样品的孔径分布。 

在这个例子中(右图),77 K 时的 CO2 吸附(绿色)和 N2(红色)用于计算单一孔径分布。您不必剪切粘贴 CO2 和氮气的分布 - 使用两种等温线即可确定单一分布。

汞孔隙率测定/气体吸附叠加

3Flex 的 MicroActive 包含一个强大的实用程序,可让您根据汞孔测量数据和气体吸附测量数据得出的综合数据构建单一孔径分布。 

这一新的导入功能允许户在单一应用程序中快速查看微孔、中孔和大孔的分布。

用户手册

软件下载

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