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Porosimetria de um pó de sílica alumina

Visão Geral

Fonte: Kerry M. Dooley e Michael G. Benton, Departamento de Engenharia Química, Louisiana State University, Baton Rouge, LA

A área de superfície e a distribuição do tamanho dos poros são atributos usados por fabricantes e usuários adsorbent e catalisador para garantir o controle de qualidade e determinar quando os produtos estão no final de suas vidas úteis. A área superficial de um sólido poroso está diretamente relacionada à sua capacidade de adsorção ou atividade catalítica. A distribuição do tamanho dos poros de um adsorbent ou catalisador é controlada de tal forma que os poros são grandes o suficiente para admitir facilmente moléculas de interesse, mas pequenas o suficiente para fornecer uma área de superfície alta por massa.

A distribuição da área de superfície e do tamanho dos poros pode ser medida pela técnica de adsorção/desorção de nitrogênio isotérmico. Neste experimento, um porosímetro de nitrogênio será usado para medir a área de superfície e a distribuição do tamanho dos poros de um pó de sílica/alumina.

Procedimento

1. Iniciando o porosímetro

  1. Inicie o porosímetro e deixe-o estabilizar.
  2. Pese o suporte do tubo plástico, tubo de amostra, inserção de vidro e válvula plástica que enrosca na parte superior do tubo.
  3. Em seguida, carregue a amostra no tubo e re pese novamente. Ao carregar, tente obter pelo menos 20 m2 de área total da superfície no tubo. Procure uma área típica de superfície para o tipo de sólido que você está usando. No entanto, nunca use menos de 50 mg de amostra.

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Resultados

Na região de condensação capilar, o isoterm geralmente apresenta histerese para que as aparentes pressões de equilíbrio observadas em experimentos de adsorção e desorção sejam diferentes(Figura 2). O ramo de desorção está sempre em menor fugacidade e pressão. A histerese começa em P/P0 = ~0,6, onde a condensação capilar começa a dominar o processo de adsorção, embora o algoritmo de distribuição do tamanho dos poros use todo o i...

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Aplicação e Resumo

O método de medição e cálculo aqui apresentado é o padrão-ouro na porosimetria. A técnica de porosimetria de mercúrio é uma alternativa, mas suas altas pressões e possibilidade de exposição ao mercúrio são desvantagens. Transdutores de pressão melhor, bombas de vácuo e software ampliaram muito a utilidade da porosimetria N2, e o método fornece todas as 3 medidas morfológicas adsorbentes ou catalisadores(A,volume de poroso, distribuição do tamanho dos porosos) em um experime...

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Referências
  1. Gregg and K.S.W. Sing, Adsorption, Surface Area, & Porosity, 2nd Ed., Academic, 1982 , and D. Ruthven, Principles of Adsorption and Adsorption Processes, Wiley, New York, 1984.
  2. J. Amer. Chem. Soc., 60, 309-319 (1938).
Tags
PorosimetrySilica Alumina PowderSurface AreaPore SizePorous SolidsMaterials ScienceCeramic ManufacturePhysical PropertiesChemical EngineeringHeterogeneous CatalystsAdsorbent MaterialsAdsorptionPhysisorptionGas MoleculesIntermolecular InteractionMicroporesMesoporesCapillariesEquilibrium Phenomenon

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0:07

Overview

0:57

Principles of Adsorption

2:42

Principles of Porosimetry

4:08

Nitrogen Porosimeter Operation

6:46

Results

7:46

Applications

8:46

Summary

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