Materiais Nanoporosos

Materiais nanoporosos

Os materiais nanoporosos incluem carbonos ativados, zeólitos, aluminas, sílicas mesoporosas e estruturas metálicas-orgânicas. Eles podem ser caracterizados usando adsorção, mas também encontram uso generalizado como adsorventes em aplicações industriais.

A área de superfície, o volume dos poros e a distribuição do tamanho dos poros podem ser determinados pela análise dos dados de adsorção N ₂ . Além disso, dependendo do material, a adsorção de Ar e CO ₂ pode fornecer importantes informações complementares.

Quando os adsorventes são utilizados para separar os gases, o seu comportamento de adsorção em função da temperatura e da pressão também deve ser caracterizado, para obter capacidades de trabalho, seletividades e entalpias de adsorção.

Estruturas metálicas e orgânicas

As estruturas metálicas e orgânicas (MOFs) são sólidos orgânicos inorgânicos cristalinos formados a partir de íons metálicos ou aglomerados ligados por pontes orgânicas. Eles foram amplamente investigados nos últimos anos para aplicações de adsorção de gás e vapor devido às suas propriedades únicas porosas e estruturas ajustáveis.

Determinar as propriedades de adsorção de gás dos MOFs é importante para pesquisa orientada a aplicações, mas também para caracterizar materiais recentemente sintetizados.

Zeólitas

Os zeólitos são aluminossilicatos microporosos cristalinos. Possuem uma variedade de aplicações que exploram a troca de iões, a peneiração molecular e as propriedades catalíticas. A adsorção de gás e vapor desempenha um papel crítico em muitas de suas aplicações práticas, mas também pode ser usado para caracterizar as propriedades de novos materiais zeolíticos.

As aplicações industriais que envolvem as propriedades de sorção de gás e vapor de zeólitas sintéticas incluem purificação de hidrogênio, hélio e gás natural usando adsorção por pressão (PSA), produção de oxigênio a partir do ar usando PSA e separação de hidrocarbonetos, como olefinas de parafinas, n-parafinas De iso-parafinas e parafinas cíclicas de aromáticos.

As zeólitas também são amplamente utilizadas em catálise heterogênea. A adsorção é um passo fundamental em tais reações catalíticas, enquanto as taxas de difusão (transporte de massa) de ambos os reagentes e produtos desempenham um papel fundamental no desempenho catalítico de um material particular.

Exemplo de medidas

Porosidade
Determinação da distribuição do tamanho da porção
Determinação da área de superfície (por exemplo, análise BET)
Cinética de transporte e absorção de massa
Termodinâmica de adsorção

Os instrumentos Hiden Isochema têm sido amplamente utilizados para estudar as propriedades de adsorção de zeólitos, MOFs e outros materiais nanoporosos. O analisador gravimétrico IGA-001 pode determinar a adsorção de gás de componente único, enquanto o IGA-002 pode ser usado para sorção de vapor e a capacidade de mistura de gás e vapor IGA-003 e IGA-100 oferece. O IMI-FLOW pode ser usado para medições de mistura de gás em fluxo com um espectrômetro de massa quadripolar de acoplamento próximo da Hiden Analytical.