microporiteit

Microporiteit verwijst naar een type porositeit waarin de poriën kleiner zijn dan ongeveer 2 nanometer. Volgens IUPAC-definities vallen microporen onder 2 nm; mesoporen tussen 2 en 50 nm; macroporen groter dan 50 nm. Een subcategorie is ultramikroporiteit (<0,7 nm), die vaak wordt genoemd vanwege de bijzondere toegang voor kleine moleculen.

Microporieuze materialen omvatten onder meer koolstoffen met een hoge microporeuze fractie, zeolieten, metalen-organische frameworks (MOFs) en covalent organic frameworks (COFs), evenals sommige silica- en glasachtige materialen. De aanwezigheid van microporen levert doorgaans een hoog oppervlak en kleine doorgangsmaten die de adsorptie van kleine moleculen bevorderen en selectiviteit kunnen bepalen.

Karakterisering gebeurt vooral via gasadsorptie: stikstofadsorptie bij 77 K voor de algemene microporiteit en CO2-adsorptie bij 273 K om ultramikroporen te onderscheiden. Uit de isothermen kunnen het totale poreuze volume en de poriënverdeling worden afgeleid met modellen zoals NLDFT of DFT. Microporiteit kan moeilijker te kwantificeren zijn door het vroege vullen van microporen bij lage druk.

Synthese en controle: microporiteit ontstaat door de structuur van het materiaal. Zeolieten hebben kristalline microporen; activated carbon ontstaat door thermische activering; MOFs en COFs vormen microporeuze netwerken. Synthese- en verwerkingsstappen zoals templating (hard- of soft-template) en activatie bepalen poriegrootte, poreuze volume en oppervlak.

Impact en toepassingen: microporiteit is cruciaal voor adsorptie en scheiding van kleine moleculen zoals CO2, H2 en CH4, met toepassingen in koolstofafvang, gasverscheiding, katalyse en opslag. In onderzoek en industrie wordt microporiteit vaak geoptimaliseerd om opnamecapaciteit en selectiviteit te verhogen.