microporösen

Microporösen avser en porstruktur där porerna är mikroskopiskt små, vanligtvis mindre än 2 nanometer i diameter. Mikroporösa material uppvisar ofta mycket hög specifik yta per volym och stor adsorptionskapacitet för små molekyler, vilket ger goda förutsättningar för adsorption, separation och katalys.

Vanliga mikroporösa material inkluderar zeoliter, aktiverat kol, metall-organiska ramar (MOF) och kovalenta organiska ramar (COF). Zeoliter är kristallina aluminosilikater med regelbunden mikroporös struktur som ger stark selektivitet för små gaser och molekyler. Aktiverat kol är ett amorft nätverk med stor variation i porer och yta, ofta använt för filtrering och avlägsnande av föroreningar. MOF och COF är syntetiska ramverk där porer kan skräddarsys genom val av byggstenar, vilket möjliggör målstyrda egenskaper.

Karakterisering av mikroporösitet sker vanligtvis genom kväveadsorption vid 77 K. Beräkningar av specifik yta görs oftast med BET-analys; porstorleksfördelning och mikroporvolym bedöms ofta med NLDFT- eller t-plot-tekniker. Dessa metoder ger insikter i hur mycket av volymen som är tillgänglig i mikroporer och hur effektivt små molekyler kan diffundera och adsorberas.

Användningar inkluderar gasseparation och rening (till exempel CO2-fångst och smågasmolekylers separation), katalysstöd där små porer påverkar reaktionsvägar, samt lagring och separation av små gaser. Begränsningar inkluderar fuktkänslighet hos vissa MOF- och COF-material, begränsad hållbarhet under fuktiga förhållanden samt diffusionshinder för större molekyler och kostnadsaspekter vid storskalig produktion.