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AUTOSORB
AUTOSORB-1 ■ AUTOSORB-1 操作手順 ∼窒素ガス吸着測定∼ 0. 準備 (0-1) ソフト AS1Win を PC にインストールする。インストールの最後，装置のタイプに応じてチェックを入れる。 インストール後に変更する場合には，[Operations] の [Instrument Settings] で行う。 ｼﾘｱﾙﾎﾟｰﾄ COM1 COM2（一部の NEC ﾉｰﾄﾊﾟｿｺﾝ） 装置ﾓﾃﾞﾙ 装置背面に刻銘 0-1 torr の圧力計を搭載している AS-1-MP(LP), AS-1-C(LP)はチェックを入れる。ここへﾁｪｯｸを 入れ忘れると，P/Po=10e-7 からの設定をしても 測定ができないので注意。 (0-2) 高純度の He ガスと N2 ガスボンベを用意し，装置背面の He ガスポートと Port 1 にそれぞれ接続する。 1. 装置の立ち上げ (1-1) He ガスと N2 ガスボンベの元栓を開け，二次圧を 0.7 kgf/cm2 に調節する。 (1-2) PC の電源を入れ，データ処理ソフト”AS1Win”を立ち上げる。 (1-3) AS-1 装置背面にある電源を，①「Mains」 → ②「Electronics」 の順番で On にする。 PC のモニタに自動的に [Autosorb Message Window] が現れ，AS-1 の初期化の情報を表示する。 約 5 分後，自動的にウィンドウが消えるまで，消さないこと。 途中，質問が 3 つ表示されます。②が特に重要です。 （化学吸着モデル以外では最初に「Is this a CHEMISORB instrument?」と聞かれますが「N」を入力してください） ① ｺｰﾙﾄﾞｿﾞｰﾝﾀｲﾑ・ﾌｧｸﾀｰ 特に設定は必要ありません。「N」を入力してください。 ↓ 質問に答える欄 ① N ② Y ③ N ② 高速排気への切り換え圧力の設定 微粉末試料の測定が多いﾕｰｻﾞｰ向き 前処理の脱気，及び測定開始前の真空排気の速度（低 速→高速）の切り換え圧力を，ﾃﾞﾌｫﾙﾄの 38mmHg から 任意に下げることができます。推奨 2∼5mmHg Do you wish to enter a cold zone time factor(Y/N)? Set Cold Zone Time Factor (0.000235). Enter now: N Factor set to 0.000235 Do you wish to enter a fine to coarse evacuation crossover(Y/N)? Pressure range 0.150 to 38 mm Hg(use below 2 mm Hg at own risk). Set pressure crossover (38 mm Hg std). Enter now: 5 Pressure crossover set to 5.00 mm Hg Leak Test Manifold? (y/n) N Manifold Tests Completed. N ｺｰﾙﾄﾞｿﾞｰﾝﾀｲﾑﾌｧｸﾀｰの設定 N 高速排気への切り換え圧力の設定 ③ ﾏﾆﾎｰﾙﾄﾞのﾘｰｸﾃｽﾄ 装置が自動で中央配管のﾘｰｸﾃｽﾄ（ｶﾞｽ漏れ）をﾃｽﾄする 機能です。毎回の測定前にもﾘｰｸﾃｽﾄが実施されるた め，通常は「N(No)」で問題ありません。 質問①∼③に答えなくても，装置は自己判断して進み，最終的に約 5 分で初期化は終了します。 AS-1 簡易マニュアル 041115.doc (Page-1) AUTOSORB-1 2. 前処理の開始 (2-1) 空セルを秤量する。（0.0001g 単位まで） (2-2) 付属のロートを用いてサンプルをセルに入れる。最大でペレットの約 8 割まで。 セルの内壁に付着したサンプルはモールなどを使って拭き除く。 ＊ 試料の量の調節 試料のおおよその表面積が既知の場合--2 2 （比表面積, m /g）×（試料重量, g）＝（全表面積, m ） 2 ・ BET 測定＆メソ細孔分布 ： 全表面積が 5∼10m となるようにすると，理想的。 低表面積の試料 → ペレット（大）セルの 8 割近くまで試料を入れる。 表面積大の試料 → ペレット（小）セル ・ ミクロ細孔分布 ： 活性炭・ゼオライトなどは，0.005g 前後が目安。 6mmφのペレット（小）セル (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) マントル・ヒーターのポケットの中にセルに入れ，軽く両手で押さえて取り付ける。 ヒーターが落ちやすいときは，付属の金属製クリップでヒーターを挟む。 セルを AS-1 の脱気ステーション”OUTGASSER” に取り付ける。 セルの太さ（6mm / 9mm / 12mm）に応じてアダプターと O-リングを交換する。 O-リングが二ヶ以上付いていないか，亀裂が入っていないか確認する。 コールド・トラップのデュワー瓶に液体窒素を入れる。 AS1Win のメニューバーの[Operation] から [Outgasser]を選択する。 脱気するステーションの番号（□1 /□2）にチェックを入れ， Load ボタンを押す。 Backfill Gas（再充填ｶﾞｽ）の選択 Helium（ﾍﾘｳﾑ） ---ﾃﾞﾌｫﾙﾄ設定 Adsorbate（N2 など） ---微量試料で推奨 下の Adsorbate は，AS-1-MP のﾕｰｻﾞｰ向けです。特に ﾐｸﾛ測定では，測定時間短縮のために試料重量が数ﾐ ﾘｸﾞﾗﾑということがあります。ヘリウムを充填した場合は セルの浮力の効果が大きくなります。前処理後の秤量 の際，軽めに秤量され，試料重量に誤差を与えやすく なります。（6mm スモールペレットセルの場合で約 3mg） N2 にすることにより，浮力の影響を軽減することができ ます。 AS-1 が取り付けの指令を受けると，次のボックスが表示される。 OK (2-6) マントル・ヒーターの温度を設定し，電源を ON にする。 微粉末試料の場合の注意！ AS-1 簡易マニュアル 041115.doc ボタンを押す。 注意 最高温度は 400℃ ・脱気を開始してから数分∼約 15 分経ってから加熱を開始する。 ・段階的に温度を上げる。100℃, 5 分→200℃,5 分→350℃（例） (Page-2) AUTOSORB-1 3. 前処理の終了 (3-1) マントル・ヒーターの電源を OFF にする。又はマントル・ヒーターをセルから外しておく。 (3-2) AS1Win のメニューバーの[Operation] から [Outgasser]を選択する。 脱気を終了するステーションの番号（□1/□2）にチェックを入れる。 微量の試料の場合には，”Backfill Gas”を”Helium”から”Adsorbate”に変える。（Page-2） Remove ボタンを押す。 (3-3) 室温まで冷えるまで待つ。急いで室温まで戻す場合には，ドライヤーで冷風を当てるなどする。 (3-4) サンプル＋セルを秤量する。(2-1)の空セル重量を引き，サンプル重量を求めておく。 セルの移動中は大気中の水分の再吸着を防ぐために，1cm 四方のシーリング・テープやゴムキャップ などで蓋をすると効果的。 4. サンプル測定 (4-1) サンプルセルを測定ステーションに取り付ける。 (4-2) 飽和蒸気圧測定用セル（L 字型）とレベルセンサーが付いていることを確認する。 (4-3) デュワー瓶に液体窒素を入れる。超低圧等温線を測定する場合には多めに入れておく。 (4-4) AS1Win のメニューバーの[Analysis Menu] から [Physisorption Analysis Parameters] を選択する。 測定条件の設定画面 ③ ④ ⑤ ﾕｰｻﾞｰ・ﾌｧｲﾙ機能 ① Ⓐ 呼び出し ⑥ ⑦ ② ⑧ Ⓑ 保存 Ⓐ ⑩ Ⓑ ⑨ ⑪ ⑬ ⑫ AS-1 簡易マニュアル 041115.doc (Page-3) AUTOSORB-1 項 目 (A)ユーザーファイルの呼び出し (B)ユーザーファイルの保存 ①サンプル ID ②サンプル・デスクリプション ③サンプル重量 ④リークテスト時間 ⑤冷媒温度 ⑥ファイル名 ⑦測定者名 ⑧吸着質の種類 測定後の変更 ○ ○ ○ × ○ (○) ○ ⑨飽和蒸気圧 P0 × ⑩脱気速度 × ⑪マキシ・ドーズ法の適用 ⑫前処理時間・温度 ⑬測定ポイントの設定 × ○ × 内 容 登録済みのユーザーファイルを呼び出す 新しく設定した測定条件を登録する サンプル名称や Lot 番号など サンプルの所属など 前処理後のサンプル重量。測定後に変更，再計算可。 吸着測定開始前に，AS-1 によるリークテスト。「1」∼「2」分。 液体窒素＝「77.35」K 測定前に測定日と順番に従って自動的に決められている。 測定者の名称 窒素を選択。 それ以外の吸着質は▼を押して選択。 液体窒素＝「P0 Station」（実測モード） または「User Entered, P0=770mmHg」 粉末サンプルの場合＝「Fine」（ゆっくり脱気） 塊状サンプルの場合＝「Coarse」（高速で脱気） 窒素ガス吸着の場合＝マキシ・ドーズ法を適用（チェック印） 前処理の時間（hrs）と温度（℃） 測定ポイントの相対圧力，圧力公差，平衡時間 ☆ ユーザーファイルを利用しない場合には，①から⑫を記入し，⑬を押して圧力ポイントの設定を行ってから測定を 開始する。新しく設定した測定条件を残しておくときには(B)ボタンを押してほぞんする。 ☆ ユーザーファイルを利用する場合には，(A)ボタンを押し，必要に応じて①②③⑦を変更して測定を開始する。 既存のユーザー・ファイルを利用しない場合 ・ ・ ・ (4-5) サンプル ID，サンプル重量，吸着質，飽和蒸気圧などの項目を入力する。 (4-6) ⑬ Select ボタンを押す。測定ポイントの設定画面が現れる。中央の圧力偏差と平衡時間を入力して から圧力ポイントを設定する。 超低圧等温線 P/P0 : 1e-7, 1e-6, 1e-5 BET 比表面積 (0.05＜P/P0＜0.3 ) 3, 5, 7, 11 点法 メソ細孔分布 吸着側 10 / 20 / 40 点 脱着側 10 / 20 / 40 点 編集 クリックした行が青色に変 わり，指定したデータにつ いて編集や削除ができる。 圧力公差（ﾄﾚﾗﾝｽ） Tolerance : 0 が一番厳しく，値が大きいほど条件は甘くなります。通常の測定では 2∼3 が用いられる。一方，超低圧から測定するミ AS-1 簡易マニュアル 041115.doc (Page-4) AUTOSORB-1 クロ細孔解析（P/P0＜1e-5）では 0∼1 に設定する。 平衡時間 Equil time : 通常 2∼3（分）が用いられている。但し，ミクロ細孔解析や試料量の多い測定では長めに設定した方が良い。 ﾄﾚﾗﾝｽと平衡時間は，Edit Selected ﾎﾞﾀﾝを使うことにより，各ﾃﾞｰﾀﾎﾟｲﾝﾄ毎に変更，設定できる。P/P0=10e-7 からの P/P=0.995 までの幅広い領域の測定では，ﾄﾚﾗﾝｽを 0→1→2→3，平衡時間を 8→7→6…→2，というよ うに段階的にｽﾗｲﾄﾞさせていくと，理想的。 編集ボタン Edit Selected Delete Selected Add Delete All Clear All Select All : : : : : : [編集] 選択したデータ点について Tolerance と Equil time などを設定. [部分削除] 選択したデータ点を削除. [追加] データ点を追加 .相対圧力，吸着/脱着側，Tolerance，Equil time を設定. [全点削除] データ点ごとに Tolerance と Equil time などを設定. [全点解除] 選択した範囲を解除 [全範囲選択]データ点ごとに Tolerance と Equil time などを設定できる 超低圧等温線は， Micro-Pore Analysis を押して，P/P0=1e-7/1e-6 /1e-5 から選択する。 ・ P/P0=1e-6 /1e-5∼ ： AS-1-MP の機種で測定可。（0-10torr 圧力計搭載） ・ P/P0=1e-7 ∼ ： AS-1-MP(LP), AS-1-C(LP) の機種で測定可。（0-1torr 圧力計搭載） データ間隔を選択できる。 (4-7) (4-3)(4-4)で設定した測定条件ファイルを保存しておく場合には， Save User File ォルダとファイル名を決めて保存する。ファイル名は半角 8 文字まで。 AS-1 簡易マニュアル 041115.doc を押し，希望のフ (Page-5) AUTOSORB-1 既存のユーザー・ファイルを利用する場合 ・ ・ ・ (4-8) Page-3 の[Physisorption Analysis Parameters] の(B) Load User File ボタンを押し，既存のユー ザー・ファイルを呼び出す。 (4-9) サンプル重量を入力し直し，変更がある場合には吸着質，飽和蒸気圧等の項目も入力し直す。 (4-10) Start ボタンを押と測定が開始する。 5. サンプル測定中 (5-1) キーボードの「F9」を押すと測定の途中経過データが AS-1 から PC に取り込まれ，自動的に等温線プ ロットが表示される。Operations の[Upload Data] からもアクセスできる。 測定中でも解析に必要な圧力範囲のデータが得られていれば解析を行うことができる。（等温線測定中 に BET プロットを見たり，吸着側で BJH 細孔分布を見るなど。） (5-2) キーボードの「F8」を押すと装置の動作状況を示す[Instrument Status]ウィンドウが表示される。 Operations の [Instrument Status] からもアクセスできる。 ・測定ステーション ・測定中 ・設定した測定ポイント数 ・設定した測定ポイント数 ・測定済みのポイント数 ・測定済みのポイント数 ・最近の飽和蒸気圧 ・最近の P0 ・飽和蒸気圧ステーション ・「P0 Station」=実測 ・マニホールド温度 ・マニホールド温度 ・マニホールド容積 ・マニホールド容積 ・脱気ポート＃1 ・「In Use」=使用中 ・脱気ポート＃2 ・「Not in use」=不使用中 ・EPROM=4.63 ・装置の EPROM バージョン 6. 測定後 (6-1) キーボードの「F9」を押すと測定データが AS-1 から PC に取り込まれ，自動的に等温線プロットが表示 される。メニューバーの[Operations]→ [Upload Data] からもアクセスできる。 7. その他 (7-1) メニューバーの[Data Reduction] →[Set Directories] を選ぶと AS-1 のファイルを保存するフォルダを 種類ごとに登録することができる。登録後は，ファイルの保存や呼出しの際，登録したフォルダが選択さ れる。 測定データの場合 [Physisorption Data Files] を選択。 C:¥AUTODATA の後に “∖”とフォルダ 名を入力し， Set ボタンを押す。 （デフォルト: C: ∖AUTODATA） この機能を使うと，これから測定するデータファイルを希望のフォルダに自動的に保存させることができ る。測定者やサンプルごとにフォルダを小分けしておくとデータの整理が便利。 AS-1 簡易マニュアル 041115.doc (Page-6) AUTOSORB-1 (7-2) 測定後，同一名称のファイルが 3 種類作成される。 測定データ 1 「XXXXX.raw」 削除 不可 （解析に用いる） 測定データ 2 「XXXXX.drf」 削除 可 データ処理データ 「XXXXX.cfg」 削除 可 いわゆる生データに相当する raw ファイル以外は削除しても良い。raw ファイルは BET 比表面積や細 孔分布等の解析に用いるので，大切なファイルはバックアップを取っておいた方が良い。 (7-3) 前処理中に測定を開始できる。また，測定中に前処理を開始（Load）/終了（Remove）ができる。但し， 測定中に Outgasser を頻繁に使用すると，Load と Remove に要する分だけ測定時間が長くなる。 AS-1 簡易マニュアル 041115.doc (Page-7)