Mikropórusok

Mikropórusok olyan mikroszkopikus méretű üregek vagy nyílások a szilárd anyagokban, amelyek mérete általában kevesebb, mint 2 nanométer. Ezen pórusrészecskék rendkívül nagy felületet és kiemelkedő adszorpciós kapacitást biztosítanak, ezért az anyagok gyakran kiválóak gáz- és oldószer-tárolásra, szeparációra és katalízisre. A porozitás három fő kategóriába sorolható: mikropórusok (≤2 nm), mesopórusok (2–50 nm), makropórusok (>50 nm).

Jellemzői közé tartozik a magas felület-tömeg arány, a szelektív adszorpció és az összetett diffúzió a mikroporozott hálózatokban, amely meghatározza a kineticset és a hozzáférhetőséget a kisebb molekulákhoz. A mikropórusok különösen hatékonyak kis, specifikus molekulák megkötésében, így például adszorpciós kapacitásban és szelektív kötésekben játszanak fontos szerepet.

Mérése és jellemzése gyakran nitrogén adszorpcióval történik 77 K-en a BET-módszerrel felületi terület meghatárására, valamint porozitási sűrűség és méreteloszlás értékelésére. Gyakran alkalmaznak porosometriai és összetettebb elemzéseket, például NLDFT-t vagy Dubinin–Raduskevich-relációkat a pore-size distribution meghatározására.

Előfordulásuk és példáik: természetes és mesterséges mikroporó anyagok egyaránt léteznek. Természetes példák a zeolitok és aktív szén, mikroporó kerámiák. Mesterségesek közé tartoznak a MOF-ök (fém-organikus keretek), mikroporó polimerek és egyéb kerámiák, amelyek szabályozott belső szerkezettel rendelkeznek.

Alkalmazások közé tartozik a gázkiválasztás és -tárolás (például hidrogén, CO2), a katalízis (shape-selective zeolitek), a víz- és levegő szennyező anyagainak eltávolítása, valamint érzékelő rendszerek és polimer alapú mikroporóanyagok fejlesztése. Korlátai közé tartozik a diffúziós korlátozottság és a termodinamikai-stabilitási feltételek függése.