Poreengröße

Poreengröße bezeichnet den charakteristischen Durchmesser der Poren in einem porösen Material und bezieht sich auf die Verteilung der Porenweiten. Sie ist ein zentraler Parameter für Transport, Speicherkapazität und Wechselwirkungen zwischen dem Material und enthaltenen oder adsorbierten Stoffen. In der IUPAC-Klassifikation werden Poren oft in Mikroporen (<2 nm), Mesoporen (2–50 nm) und Makroporen (>50 nm) eingeteilt. Die Poregröße beeinflusst, wie Moleküle in das Material eindringen, wie sie darin diffundieren und wie sie sich an Wänden oder in Hohlräumen verteilen.

Ermittlung der Poregröße erfolgt durch verschiedene Methoden. Gasadsorption mit Stickstoff bei 77 K liefert BET-Oberfläche und Pore-Size-Distribution (z. B. BJH). Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) misst Poregrößen über Druck, ist jedoch bei weichen Materialien eingeschränkt. Bildgebende Verfahren wie Röntgen-Computertomographie ermöglichen 3D-Rekonstruktionen; Small-Angle Scattering oder NMR-Porosimetrie kommen in Spezialfällen zum Einsatz. Unterschiedliche Definitionen (Pore body vs. Pore throat) und Materialeigenschaften beeinflussen Ergebnisse, daher werden oft mehrere Methoden kombiniert.

Anwendungsgebiete: Die Poregröße bestimmt Selektivität und Durchsatz von Filtration und Membranen, beeinflusst Katalysatoraktivität und Adsorptionskapazität von Aktivkohle, Tonen und Zeolithen sowie Drainage und Stabilität in Boden- und Bauwesen-Anwendungen. In der Materialentwicklung wird die Poregröße gezielt durch Syntheseparameter, Trocknung oder Sinterung kontrolliert.

Wichtige Hinweise: Poregröße allein reicht selten aus; Verteilung, Netzverknüpfung, Form und Verbindung der Poren sind entscheidend. Die Messung hängt von Methode, Probenzustand und Vorbereitung ab. Deshalb werden oft mehrere Techniken kombiniert, um ein vollständiges Bild der Porenstruktur zu erhalten.