Электронно-микроскопические снимки
Даже в компактных силикагелях, когда первичные частицы упакованы плотно вместе, представляется возможным различать первичные частицы в тонком срезе кусочка геля. Применяя методики, разработанные Коханом и Уотсоном [11] для частиц газовой сажи, можно измерять видимый диаметр частиц , в тех случаях, когда частицы располагаются таким образом, что их силуэты на поперечном срезе охватывают более половины круга. После измерения размеров нескольких. сотен частиц можно подсчитать средние величины их диаметров, выражаемые как среднечисленный диаметр dn или как средне - поверхностный диаметр ds. Последняя величина представляет собой диаметр частицы, имеющей удельную поверхность, равную средней величине удельной поверхности, подсчитанной для всех измеренных частиц:
І — k I
I ntf
I= 1
Где Пі — число частиц в г'-м интервале размеров диаметров, для которого среднее значение диаметра равно di\ k — число таких интервалов.
Величина удельной поверхности Sc может быть подсчитана из среднеповерхностного диаметра ds при допущении, что частицы представляют собой плотный аморфный кремнезем
С удельной массой 2,2 г/см3. Таким образом, Sc равна 2720jds (5С имеет размерность в м2/г, a ds выражен в миллимикронах).
Медалиа и Хекман [12, 13] описали метод определения размеров первичных частиц и агрегатов из подобных частиц в газовых сажах, который должен быть применим в равной мере и к кремнеземным порошкам. Данный метод позволяет определять число частиц, составляющих агрегат, измерять объем, соответствующий значению пористости, а также размер первичных частиц. Аналогичное исследование пористости для случая мезопористого силикагеля было представлено Хавардом и Уилсоном [14]. Этот силикагель рассматривался в качестве стандартного образца с известной удельной поверхностью (Gasil I), полученной Эвереттом и др. [15] и равной 286,1 + 3,5 м2/г. Хавард и Уилсон получили электронно-микроскопические снимки при достаточно высоком разрешении, из которых был подсчитан средний диаметр частицы, составивший 8,8 нм. Но при этом получилось некоторое расхождение. Соответствующее значение удельной поверхности таких небольших частиц должно было бы составлять приблизительно 2750jd (где d — диаметр частицы в миллимикронах); если допустить, что плотность кремнеземных частиц равна 2,2 г/см3, то удельная поверхность должна составлять примерно 2750/8,8, или 312 м2/г. На самом же деле эта величина по измерениям оказалась равной 286 м2/г. Такое различие объясняется тем, что вокруг каждой точки конта-кта между соседними сферическими частицами существует пространство или кольцеобразная щель, настолько узкая по размеру, что в нее не могут проникать молекулы азота, используемые при измерении удельной поверхности (диаметр молекулы азота, как известно, равен 0,4 нм). В случае же больших по размеру кремнеземных частиц значение удельной поверхности, подсчитанное по определяемым из электронно-микроскопических снимков диаметрам частиц, находится в лучшем согласии со значением удельной поверхности, измеренным адсорбционными методами (см. лит. к гл. 4 [142]).