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Charakterisierung des Porensystems

Die Charakterisierung poröser Materialien hinsichtlich ihres Porensystems ergibt meist wichtige Hinweise auf das spezifische Anwendungsgebiet. Dabei kommt es aber nicht nur auf die reine Größe der Poren an, wie etwa bei der Verwendung von Zeolithen als Molekularsiebe in Membranen für die Gastrennung, in der formselektiven Katalyse oder von Materialien für die Anwendung in der Grössenauschlusschromatographie. Das zugängliche Porenvolumen und die Kinetik der Porenfüllung spielen in den meisten Anwendungen eine wichtigere Rolle, wie beispielsweise in der heterogenen Katalyse oder in der HPLC, wo das Porensystem für einen möglichst ungehinderten Stofftransport zur eigentlich wechselwirkenden Oberfläche sorgt.

Gerne helfen wir Ihnen bei der Auswahl aussichtsreicher Messmethoden für Ihr spezifisches Problem - und natürlich abhängig davon, um welches Material es sich handelt. Da alle Werte auf physikalisch-chemischen Methoden beruhen - die streng genommen nur unter den jeweiligen Messbedingungen gelten - achten wir stets auf eine möglichst hohe Relevanz und Gültigkeit für das jeweils geplante Einsatzgebiet. Dabei stehen uns sowohl Messmethoden in Kontakt mit der Gasphase als auch in flüssiger Phase zur Verfügung. Beispielsweise lassen sich poröse Polymere für die Chromatographie sogar im gequollenen Zustand sehr gut untersuchen: im direkten Kontakt mit der gewünschten mobilen Phase mittels ISEC.

Eine weitere Anwendung der Porencharakterisierung erschließt sich erst auf den zweiten Blick: Risse in Materialien sind bei genauer Betrachtung schließlich nichts anderes als Schlitzporen und können relativ einfach im Bulk erfasst werden. Das ist besonders dann hilfreich, wenn man so feststellen kann, an welcher Stelle im Produktionsprozess eine Rissbildung (auch im nm-Bereich) auftaucht - und als Erfolgskontrolle, ob und welche Maßnahmen zur Vermeidung beitragen können.

Folgende Aufstellung zeigt die wichtigsten uns zur Verfügung stehenden Methoden:

  • Gasadsorption
    mittlerer Porendurchmesser • Porengrößenverteilung • Porenvolumen -
    nach BJH • NLDFT-Methode • Monte-Carlo-Simulation •
    Mikroporenvolumen mittels t-Plot • Kinetik der Porenfüllung (Hysterese
    gibt Hinweise über verzögerte Füllungs- oder Entleerungsprozesse)

  • Quecksilberporosimetrie
    mittlerer Porendurchmesser • Porengrößenverteilung • Porenvolumen •
    Zwischenkornvolumen • Kinetik der Porenfüllung (gibt Hinweise auf
    Flaschenhalsporen)

  • Inverse Größenausschlußchromatographie (ISEC)
    mittlerer Porendurchmesser • Porengrößenverteilung • Porenvolumen •
    Quellverhalten in unterschiedlichen Lösungsmittel

  • Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
    visuelle Auswertung an Dünnschliffen

  • Röntgenpulverdiffraktometrie (XRD)
    Porengröße

  • Temperaturprogrammierte Desorption (TPD)
    Porenvolumen • Kinetik der Porenfüllung

  • Pulssorption
    Porenvolumen • Kinetik der Porenfüllung

  • Chromatographische Methoden
    Frontalanalyse/Durchbruchskurven • H-vs-u-Kurven...

  • Helium-Pyknometrie
    Bestimmung der Gerüstdichte

Gerne beraten wir Sie bei der Auswahl geeigneter Verfahren.

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