PoreVolumenVerteilungen

PoreVolumenVerteilungen beschreibt die Verteilung des Porenvolumens über verschiedene Porengrößen in einem porösen Material. Sie gibt an, wie viel Volumen in Poren einer bestimmten Größe enthalten ist, typischerweise ausgedrückt als dV/dD oder dV/dlogD, wobei D der Porendurchmesser ist. Die gesamte Porenvolumen Vp ergibt sich aus der Integration der Verteilung. PoreVolumenVerteilungen sind zentral für die Beurteilung von Adsorption, Diffusion und Reaktivität, da die Porengröße direkten Einfluss auf Zugänglichkeit, Oberflächenbereich und Transportwege hat.

Mess- und Auswertungsmethoden: Gasadsorption (z. B. Stickstoff bei 77 K) liefert Isothermen, aus denen mittels BJH-Analyse Mesoporengrößenverteilungen abgeleitet werden; weitere Ansätze wie der t-Plot oder DFT-basierte Modelle liefern verlässlichere Mikro- und Mesoporen-Verteilungen. Die Mercury-Intrusion-Porosimetrie ergibt die Verteilung aus dem Zusammenhang zwischen eingezogenem Volumen und Druck, ist jedoch invasiv und kann die Probe verändern. Zusätzlich werden CO2-Adsorption bei 273 K für Ultramikro-/Mikroporen, sowie SAXS/SANS und bildgebende Verfahren zur indirekten Größenverteilung herangezogen. Oft werden Verteilungen auch als kumulative Verteilung V(D) oder als dV/d(log D) dargestellt.

Einordnung und Bedeutung: Grob unterscheiden Mikroporen (<2 nm), Mesoporen (2–50 nm) und Makroporen (>50 nm). Profile der PoreVolumenVerteilungen informieren über die erreichbare Oberflächenfläche, die Transportlität und die Effizienz in Anwendungen wie Katalyse, Gasaufbereitung, Energiespeicherung oder keramische Werkstoffe. Interpretationsmodellabhängigkeiten, Annahmen über Poreform und -verbindung sowie potenzielle Probenveränderungen bei Messungen sind dabei zu beachten.