Materiały porowate stanowią grupę ciał stałych o różnorodnym i ciągle rosnącym znaczeniu praktycznym. Są one wykorzystywane m.in. jako sorbenty w procesach oczyszczania gazów spalinowych, wody i powietrza, przy rozdzielaniu mieszanin gazowych, dla magazynowania energii, czy też jako katalizatory w różnych procesach chemicznych. Jedną z ważniejszych właściwości tej grupy materiałów jest ich struktura porowata, tj. porowatość i rozkład (dystrybucja) wielkości porów.

Porowatość oznacza stosunek objętości struktury porowatej (suma objętości porów) do objętości badanego materiału i wyrażana jest w procentach. Dystrybucja wielkości porów przedstawia zaś udział ilościowy/objętościowy poszczególnych grup porów znajdujących się w próbce badanego materiału. Ze względu na średnicę pory dzieli się na mikropory (poniżej 2 nm), mezopory (2-50 nm) i makropory (powyżej 50 nm). Inne kryteria podziału porów dotyczą ich otwartości (jedno- i dwustronnie otwarte) oraz kształtu, np. stożkowe, sferyczne, beczkowe i butelkowe.

Jedną z podstawowych metod wyznaczania parametrów struktury porów materiałów porowatych oraz wyznaczania rozkładu wymiarów porów jest porozymetria rtęciowa. Porozymetria rtęciowa oparta jest na penetracji rtęci pod ciśnieniem w pory badanego materiału i pozwala na mierzenie szerokiego zakresu porów, obejmującego makropory i mezopory.

Aparat PoreMaster 60 firmy Quantachrome Instruments eksploatowany w Instytucie Technologii Paliw i Energii jest automatycznym porozymetrem rtęciowym, działającym na zasadzie intruzji (wpychania) rtęci w zmiennych warunkach ciśnienia, od bliskiego próżni do 414 MPa, co pozwala na penetrację porów w bardzo szerokim zakresie od 1000 µm do 3,5 nm. Aparat ten mierzy na bieżąco objętość zaintrudowanej rtęci, co pozwala na pomiar m.in. takich wielkości jak rozkład objętości i powierzchni porów, średnia średnica porów, a także gęstość rzeczywista, pozorna i nasypowa oraz porowatość. W ITPE stale prowadzone są badania struktury porowatej karbonizatów, koksów, materiałów węglowych i katalizatorów.

Badania struktury porów materiałów porowatych mogą być szeroko stosowane w badaniach podstawowych jak i pracach aplikacyjnych, umożliwiając doskonalenie pożądanych właściwości tych materiałów oraz zapewniając wzrost konkurencyjności podmiotom je wykorzystującym.

Zapraszamy do współpracy



Autor: Tomasz Radko
Zakład Gospodarki o Obiegu Zamkniętym
Kontakt: tradko@itpe.pl tel. 32 6216 752