N2faseadsorptie

N2faseadsorptie is een methode die in de materiaalkunde en chemische analyse wordt gebruikt om de interactie van stikstofgas met een vaste stof te bestuderen. Bij deze methode worden stikstofmoleculen bij lage temperatuur (meestal 77 kelvin) door een monstersysteem geperst en de hoeveelheid adsorptie gemeten als functie van de druk. Het proces kent twee fasen: de adsorptie van een gas- of vloeistofachtige adsorptielaag op het oppervlak en in veel gevallen later een capillair-condensatie in poriën, waardoor een vloeibare nitrogeneuze fase ontstaat binnen de poriën.

Meetprincipes en analyse. De verkregen isothermische data worden gebruikt om de oppervlakte- en porie-eigenschappen van een materiaal te evalueren. De oppervlaktes worden vaak bepaald met de Brunauer-Emmett-Teller (BET) methode, terwijl poreuze kenmerken zoals grootte en volume via modellen als BJH (for mesopori) en dieptedetectie door DFT worden afgeleid. De meting vereist doorgaans grondige ontgassing van het staal vooraf om verontreinigingen en adsorptie van residuen te verwijderen.

Toepassingsgebied. N2faseadsorptie is standaard in de karakterisering van actieve kool, keramische materialen, koolstoffen, zeolieten, metalen-organische kaders (MOFs) en andere poreuze materialen. Het levert kwantitatieve informatie op over specifieke oppervlakken, totale porositeiten en poreuze schakelingen, wat essentieel is voor toepassingen in katalyse, adsorptie, séparatie en opslag.

Overwegingen en beperkingen. De methode is het meest informatief voor mesoporeuze en macroporeuze systemen; microporeuze kenmerken kunnen moeilijk te interpreteren zijn door beperkingen in de stikstofpenetratie bij 77 K. Voor nauwkeurige resultaten zijn geschikte monstersamenstelling, degassing en correcte toepassing van analytische modellen essentieel.