Microporositeit

Microporositeit is een eigenschap van een materiaal die verwijst naar de aanwezigheid van microporen, poriën met een diameter doorgaans kleiner dan 2 nanometer. In porositeitsleer wordt tussen microporiteit (<2 nm), mesoporiteit (2–50 nm) en macroporiteit (>50 nm) onderscheid gemaakt. Door de dominantie van microporen kan een microporeus materiaal een extreem hoge specifieke oppervlakte hebben, wat de adsorptiecapaciteit voor kleine moleculen vergroot en invloed heeft op diffusie en selectiviteit bij scheidingen.

Microporeuze materialen komen voor in onder meer actieve koolstoffen, zeolieten, koolstofmaterialen en metalen-organische kaders (MOFs), evenals sommige silica- en kleimineralen. Dankzij de microporositeit zijn deze materialen waardevol voor gasopslag en filtratie, katalyse en milieutoepassingen, waarbij de interacties met kleine moleculen centraal staan.

Metingen en analyse: de standaardmethode om porositeit te bepalen is gasadsorptie bij lage temperatuur. Stikstofadsorptie bij 77 K levert via de BET-methode de totale specifieke oppervlakte; via aanvullende modellen zoals de t-plot, of via het Dubinin-Radushkevich-model (DR) kan het micropore-volume worden afgeleid. CO2-adsorptie bij 273 K is bijzonder geschikt om microporen beter te onderzoeken, omdat kleine moleculen hierin gemakkelijker kunnen doordringen. De combinatie van deze methoden geeft een beeld van zowel micropore-volume als -distributie.

Beperkingen: de resultaten hangen af van de activatie en degassing van het monster en sommige microporen zijn daardoor minder toegankelijk voor de gebruikte adsorptiegasmoleculen. Interpretatie vereist vaak een combinatie van methoden en kennis over de structuur van het materiaal.

Zie ook: porositeit en porieanalyse.