贝士德仪器参与起草制定的第5部国家标准，GB/T 44007-2024 《纳米技术 纳米多孔材料储氢量测定 气体吸附法》，于2024年8月1日实施。

一、背景

 在我国，目前有关氢气吸附的国家标准只有氢化物可逆吸放氢压力-组成-等温线(P-C-T)测试方法，该方法属于化学吸附储氢，针对物理吸附储氢和纳米材料储氢的国内标准仍为空白。本标准关注的是固态储氢中的物理储氢方法,材料和氢气之间为物理吸附,两者之间的作用力为范德华力。氢的临界温度是-240℃,即使是液氮温度下的吸附,氢气也处于超临界状态,不会发生凝结研究发现氢气在超临界状态下只能发生单分子层吸附,故吸附量与吸附剂的比表面积成正比,因此具有高比表面积的纳米多孔材料成为很有竞争力的储材料。随着纳米材料,特别是纳米多孔材料在储氢领域的研究发展,准确测量材料的储氢量非常重要。目前储氢量测量没有统一的方法。本标准描述的气体吸附法测定储氢量的方法将为纳米多孔材料储氢量的准确测量及相互比较提供方法依据。

二、制定过程

本标准涉及的技术和产业领域广泛，因此集合了国内相关领域的一批权威代表性的科研院所、检测分析平台、储氢生产/应用企业、分析仪器厂家等产、学、研、用机构通力合作完成。牵头单位为国家纳米科学中心，共同起草单位有北京国氢中联氢能科技研究院有限公司、浙江师范大学、中国计量大学、贝士德仪器科技(北京)有限公司、广东省科学院新材料研究所、中国合格评定国家认可中心、中国计量科学研究院、北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心)、安泰科技股份有限公司、北京粉体技术协会等。起草工作组历时3年对标准技术内容的可靠性进行了充分的实验验证，深入考察了不同多孔材料的均匀性、稳定性，重量法与容量法的测试方法的适用性，样品预处理方式、准确称重和转移、脱气处理温度和时间等关键技术点，确保标准的技术内容具备科学性、可操作性和广泛适用性。 

三、适用范围

本标准适用于以物理吸附储氢的碳材料、沸石、金属有机框架材料、多孔有机聚合等纳米多孔材料储氢量的测定，其他多孔材料储氢量的测定也可参照使用。

四、主要内容 

本标准技术内容涵盖氩气吸附静态容量法测定石墨烯粉体比表面积的全流程，针对石墨烯粉体比表面积测定过程中的取样、称重、样品脱气处理温度和时间、测试程序设置以及比表面积计算给出了指引和规定，并在附录中给出了不同气体吸附质、不同类型石墨烯的比表面积测试实例及吸附热研究。

术语和定义：包括纳米多孔材料、微孔、物理吸附储氢、储氢量核心术语。

一般原理：扼要介绍了氩气吸附静态容量法测量原理：以氩气为吸附质，在液氩温度（87.3 K）下通过静态容量法测量平衡状态下氩气分子的吸附等温线，采用BET多点法进行数据分析，获得石墨烯粉体样品的吸附量与比表面积。本文件应用范围包括Ⅱ型（分散的、无孔或大孔）和Ⅳ型（介孔，孔径2 nm～50 nm之间）吸附等温线以及II型和I型相结合或Ⅳ型和I型相结合的吸附等温线。氩气吸附静态容量法检测示意图（图1）、不同类型的吸附等温线图（图2）附下。

测试原理：通过测定吸附等温线来得到氢气吸附量,并据此计算出储氢量。吸附等温线的测量原理是：在恒定温度下,将纳米多孔材料置于高纯氢气气氛中,待达到吸附平衡后测定氢气的平衡压力,并计算得出该平衡压力下的氢气吸附量。在静态容量法中,将已知量的吸附气体通人处于吸附温度下的装有吸附材料的样品管中(见图1)。在有限的固定容积中,因样品开始吸附气体导致气压下降,直到吸附达到平衡。在平衡压力下被吸附的气体量是投入样品管的气体量与仍然保留为气相的气体量之差。测量系统压力的同时还应测量体积和温度。体积通过惰性气体如氦气的气体膨胀来测定。

吸附条件：

吸附温度：-196~50℃

压力范围：0-20000 kPa

取样：取样量应考虑样品量与系统体积的比值以及压力传感器的准确度，能够精确确定样品储氢量。取样应均匀，有代表性。

脱气与称重：

测试前，应通过脱气除去样品表面的物理吸附物质，同时要避免破坏样品结构和性质。脱气温度应低于样品的热分解温度，可通过热重分析、光谱法或者不同的脱气温度和时间尝试法确定合适的脱气温度。采用真空处理时,真空度≤1Pa。脱气加热完成后将样品管自然冷却到室温。对于敏感的样品,标准中给出了通过控制脱气速率以及加热速率,避免材料孔结构发生变化及样品扬析等注意事项。脱气完成后，应注意气体回填气体、样品质量精确度的影响。

等温线测试：

仪器漏气检查:用压力保持试验进行检查时,系统在最高工作压力下,30min内的压降应不大于最高工作压力的0.1%。另一种检查方法为在系统抽真空后应保证10min内系统增压不超过20 Pa。

氢气等温线的测量：设定绝对压力采样点,压力点的数量以可分辨出等温线的形状为宜；相对平衡时间间隔至少 10s。

设定自由空间在吸附等温线完成之后测量,避免氦气污染。在进行样品分析和自由空间测量过程中,尽量保持样品管处于测量温度的体积稳定。

测量条件设定完毕后,开始测量,全部采样点测量完成后,测量结束。

储氢量计算：标准中详细给出了静态容量法吸附等温线的计算过程。

测试报告：基于测试过程和测试结果，给出检测报告。

测试实例：附录中详尽给出了不同温度不同压力范围多孔材料的测试实例。 

其它国标合集

贝士德仪器参与起草制定的第1部国家标准

由贝士德仪器参与起草制定的第一部国家标准GB/T 39713-2020 《精细陶瓷—陶瓷粉末比表面积测试方法 BET 法》于2020-12-14发布，2021-07-01实施。

本标准规定了精细陶瓷粉体比表面积试验方法气体吸附BET法的术语和定义、原理、试验步骤、试验条件、数据处理和试验报告。适用于采用低温氮吸附BET法测试精细陶瓷粉体比表面积，检测范围0.01m2/g~2000m2/g。

贝士德仪器参与起草制定的第2部国家标准

由贝士德仪器参与起草制定的第二部国家标准GB/T 40401-2021《骨架密度的测量 气体体积置换法》于2021-08-20发布，2022-03-01实施。

本国家标准GB/T 40401-2021 ，规定了一种通过气体置换法密度仪法快速准确地测定规则或不规则形状的固体材料样品的骨架密度的方法，包括粉末或整体单件样品。

贝士德仪器参与起草制定的第3部国家标准

由贝士德仪器参与起草制定的第三部国家标准GB/T 42269-2022《分离膜孔径测试方法气体渗透法》2022-12-30发布，2023-04-01实施。

本国家标准GB/T 42269-2022 ，描述了采用气体渗透法测定分离膜平均孔径的方法。

贝士德仪器参与起草制定的第4部国家标准

由贝士德仪器参与起草制定的第四部国家标准GB/T 42310-2023《纳米技术 石墨烯粉体比表面积的测定 氩气吸附静态容量法》2023-03-17发布，2023-10-01实施。

本国家标准GB/T 42310-2023 ，描述了用氩气吸附静态容量法测定石墨烯粉体比表面积的方法。