porstorlekarna

Porstorlekarna är en beskrivning av storleksfördelningen bland porerna i ett poröst material och hur mycket av volymen som ryms i olika storleksklasser. Storleksfördelningen påverkar hur vätskor och gaser transporteras genom materialet, hur mycket volym som är tillgänglig för absorption samt hur ytorna bidrar till kemiska reaktioner. Informationen är central inom jordvetenskap, materialvetenskap och kemiteknik.

I vanliga klassificeringar används porstorlekar enligt IUPACs modell: mikroporer mindre än cirka 2 nanometer, mesoporer från cirka 2 till 50 nanometer och makroporer större än cirka 50 nanometer. Andra system kan använda något olika gränser. Porer kan vara regelbundet eller oregelbundet formade och nätverkets porstruktur påverkar transportegenskaper och diffusionshastigheter.

Metoder för att bestämma porstorleksfördelningen inkluderar gasadsorption vid låga temperaturer, vanligtvis kväve vid 77 K, för att erhålla yta (BET) och porstorleksfördelning (till exempel BJH eller DFT-metoder). Kvicksilverintrusion porosimetri används för större porer men kräver försiktighet och kan påverka känsliga strukturer. Småvinkelröntgenstrålning och småvinkelneutronspridning ger PSD över olika storleksområden utan att bryta strukturen. För mikro-porer används ofta CO2-adsorption vid högre tryck.

Användningsområden inkluderar jord- och markvetenskap där porstorlekar styr vattenhållning och dränering, petroleum- och gasindustrin där porer avgör flöde och lagring av vätskor, samt katalys och batterier där porernas nätverk och yta spelar en avgörande roll. Begränsningar finns i att PSDn är metodberoende och ofta bygger på antaganden om porernas form och sammanlänkning, vilket kan ge olika tolkningar mellan mätmetoder.