Micromeritics 3Flex气体吸附仪

高性能气体吸附

Micromeritics 3Flex气体吸附仪 提供表面积测定、孔隙率测定、化学吸附和程序升温方法。

  • 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
  • 单个样品可在一台仪器上实现物理吸附、化学吸附和蒸汽吸附

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概述

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

3Flex 适用于微孔(<2 纳米)和介孔(2 至 50 纳米)材料的气体或蒸汽吸附分析,具有出色的精度、分辨率和数据精简能力。 

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气体吸附仪 同时支持物理和化学吸附测定。非常适合用于表征催化剂、催化剂载体和各种其他材料的孔结构与活性表面。

  • 表面积
  • 介孔
  • 微孔
  • 循环吸附和脱附
  • 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气体吸附分析仪 设有三个并行的分析端口。一个端口配置有超高灵敏度 0.1 Torr 传感器,可以表征极微孔区域。 

所有三个端口都可配置为微孔分析,为要求严格的实验室提高测试通量。 

3Flex 还可选择单端口配置,专为通量需求有限的实验室而设计。

特点

拓展您的研究范围

突破微孔界限,将分辨率范围扩展到极微孔水平。Micromeritics 3Flex气体吸附分析仪 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。

提升您对材料的洞察

Micromeritics 3Flex气体吸附仪 支持您优化实验参数,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,每个分析端口分别使用一种探针气体。

优化您的材料

Micromeritics 3Flex气体吸附分析仪 提供高质量的等温线:宽压力范围、高分辨率和精确的吸附测量数据。MicroActive 提供数量较多并经同行评审的模型,用于研究孔径分布和表面特性。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 端口介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气体吸附仪 是材料表面表征领域的先进仪器,已成为提供高分辨率吸附和脱附等温线的重要工具,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先进平台,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,能够从极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。
  • 可配置针对低表面积材料的氪气分析端口。
  • 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™ 数据精简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)、程序升温氧化 (TPO)、程序升温脱附 (TPD) 和反应 (TPRx)。研究催化剂和吸附剂的特定吸附或脱附过程的温度依赖性。

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*进气口,可研究多种探针气体,最大限度地提升效率和应用范围。
  • 高温精密石英管可提高分析的准确性和灵敏度。
  • 加热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,具有低压灵敏度蒸汽吸附分析。
  • 重复吸附/脱附。

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、冷阱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

  • 脉冲化学增加了4路进气口,两种loop选项的注气loop阀,流量截留控制,注气口的工业专用温度测量/ 控制,提高分析的的精确性、重复性和再现性。

应用

金属有机框架 (MOF) 和多孔有机聚合物

通过 MOFs 和 POPs 赋能能量存储和气体分离研究。

  • 研究氢吸附焓的影响:3Flex气体吸附仪 能够快速地从物理吸附切换到化学吸附,从而研究与配体相关的焓。
  • 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气体吸附分析仪 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,每个分析端口各使用一种探针气体。

  • 评估最小孔尺寸,将其作为增强氢-框架相互作用的方式:出色的气体管理和温度控制可得出精确的微孔和极微孔(<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孔道信息(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 仪器的先进结构可提供微孔测试分辨率,并提供信息以帮助解决加工过程中产生的微小结构缺陷。3Flex 的先进设计具备高分辨率和准确性。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
  • 确定固定床和流通系统中吸附动力学与停留时间的关系,以评估其性能:获取宝贵的数据,以便更好地理解表面积、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,确保了准确的微孔测量数据。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。

参数指标

一般规格

分析范围
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
物理吸附分析端口
3Flex:3
Flex:1
可选微孔分析端口 仅 3Flex 物理吸附:至多 3 个
3Flex 化学吸附:至多 3 个,一个端口,化学吸附和物理吸附两用
进气排气控制
专有伺服阀
通过压力或体积控制加样
真空泵 4 级隔膜泵
氪气分析
标准配置 1 个端口,最多可选配 3 个端口
分析气体 最多可同时使用 3 种气体,每个端口使用一种探针气体
最小测量比表面
标准测量 0.01 m2/g
氪气测量 0.0005 m2/g
温度控制 45 °C,±0.05 °C,带 3 个放置在关键位置的 RTD检测器
进气口 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
蒸汽吸附
端口 1 和 2:标准
端口 3:可选,带加热蒸汽源
加热炉 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
质量流量控制器
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:标准,流量高达 200 dm3/min
TCD & 冷阱
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:可选
自动loop环
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:可选
专用通道(用于MS/FTIR进行剩余气体检测)
仅 3Flex 物理吸附:不适用
3Flex 化学吸附:包含
质谱检测器/外部控制软件 包含
脱气 3 个原位,6 个额外的专用预处理系统
压力传感器 最高 12
传感器精度
1000 Torr, 0.12%
10 Torr 0.12% 
0.1 Torr 0.15%

低温

分析范围
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
物理吸附分析端口
3Flex:3
Flex:1

报告

分析范围
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
物理吸附分析端口
3Flex:3
Flex:1

最大限度地减少工作台空间占用

分析范围
1.3 x 10-9 至 1.0 P/P0
1 x 10-6 到 900 Torr
物理吸附分析端口
3Flex:3
Flex:1
可选微孔分析端口
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,微孔材料在从制备流程转移到分析站的过程中也可能吸附气体。因此 3Flex气体吸附仪 包含一个原位样品管加热包,可以在分析站完成样品制备,从而最大限度地提高微孔和极微孔材料的分析准确性。

通用附件

Cryostat I

Micromeritics Cryostat I 是一款基于Gifford-McMahon (GM)原理的单级低温制冷机,专为与 3Flex 系统配合使用而设计。

Chiller Dewar

液体循环装置

Micromeritics 的Chiller Dewar是一种闭环循环装置,旨在与 3Flex无缝配合使用。

ISO Controller

低温热点制冷杜瓦

Micromeritics 的ISO Controller专为3Flex而设计,采用帕尔贴原理实现热电冷却。

样品制备系统

FlowPrep 样品制备系统

Micromeritics FlowPrep 拥有六个脱气站,可选择适用于样品材料应用的温度、气体和流量。

LN2 液氮转移系统

该系统专为方便地补充液氮而开发,可与气体吸附仪器专用杜瓦瓶配合使用,也可用于其他低温液体应用。

Smart VacPrep

Micromeritics Smart VacPrep 是一款先进的六端口系统,利用加热和抽真空对样品进行预处理。

VacPrep

Micromeritics VacPrep 配备六个脱气端口,每个端口均可选择抽真空或气体吹扫方式进行样品预处理。

高分辨率等温线

Micromeritics 3Flex气体吸附仪 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3Flex均可获得高精度等温线,确保从介孔孔径到极微孔孔径都能得到完整可靠的测试。

独特的计算机控制伺服阀技术确保了计量的准确性,特别是在低压分析下,传统设计很难提供准确的注气。 

先进的注气控制装置可将按压力注气与按体积注气完美结合。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气体吸附分析仪 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。 

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

先进的实验控制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
  • 压力表中添加的注气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
  • 在实验中可更新注气设置
  • 从气体入口或蒸气源注气
  • 自动重复等温线以分析可逆吸附

增强耐腐蚀性 (ECR)

对于需要使用腐蚀性气体的研究,Micromeritics 3Flex气体吸附分析仪 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

标配化学吸附功能的气体歧管多达十六个进气口*。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。

*TCD 带Loop环配置

化学吸附原位样品制备和活化

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 数据精简和控制软件专为 Micromeritics 3Flex 气体吸附分析仪设计,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等分析 
  • 被广泛使用的NLDFT 模型用于计算孔径和表面能量分布情况
  • 将3Flex得出的孔径分布与压汞仪数据相结合,在最宽的分析范围内呈现完整的孔径分布情况
  • 用于用户定义报告的 Python 编程接口
  • 最多可叠加 25 个文件:压汞仪结果可以与 3Flex 的孔径分析结果叠加

交互式报告

Micromeritics 3Flex气体吸附分析仪 交互式报告包括:

  • 等温线
  • BET比表面积
  • Langmuir 比表面积
  • t-Plot
  • Alpha-S 方法
  • BJH吸附和脱附曲线
  • Dollimore-Heal 吸附和脱附曲线
  • Horvath-Kawazoe
  • NLDFT高级孔径分布
  • DFT孔径及表面能回滞环扫描
  • 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 双等温线拟合模拟与孔径分布

NLDFT高级PSD、双等温线模型使用户能够应用N2/Ar吸附与CO2、H2、O2吸附两条等温线,得到材料全范围孔径分布(例如碳狭缝孔)   与标准N2吸附分析相比,此方法的孔径分析范围扩展到了更小的尺寸。这是因为 CO2、H2和 O2 可以进入极微孔,而在低温条件下,由于扩散限制,N2 无法进入极微孔。 

与基于 N2 或 Ar 的等温线相比,CO2 与 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完整孔径分布。 

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。您不必复制粘贴 CO2 和氮气的分布 - 使用两种等温线即可确定单一分布。

压汞仪孔隙率测定/气体吸附叠加

3Flex 的 MicroActive 包含一个强大的应用功能,可让您根据压汞测量的数据和气体吸附测量的数据,相叠加得出综合孔径分布结果。 

这一新功能支持用户在一个程序中快速查看微孔、介孔和大孔的分布。

用户手册

软件下载

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