Neue und verfeinerte Modelle zur besseren Charakterisierung von porösen Materialien wie Kohlenstoffe, Zeolithe und MOFs

Micromeritics engagiert sich nachhaltig für NLDFT-Modelle zur größeren Genauigkeit bei der Charakterisierung poröser Materialien

Norcross, GA, USA – 19. Mai 2020. Micromeritics Instrument Corp., ein weltweit führender Anbieter für Lösungen zur Materialcharakterisierung, bietet eine Reihe von Modellen der nichtlokalen Dichtefunktionaltheorie (NLDFT) an. Das Unternehmen unterstreicht damit sein Engagement, Gasadsorptionsverfahren für Materialien mit mikroporöser Struktur kontinuierlich zu verbessern. Kunden können aus mehr als 30 NLDFT-Modellen das Produkt wählen, das den Eigenschaften ihres Materials (chemische Zusammensetzung, Porengeometrie) entspricht, um so die Porengrößenverteilung ihrer Probe effektiver zu bestimmen. Das Unternehmen bietet ebenso das wohl erste kommerziell verfügbare NLDFT-Modell für MOFs (Metal-Organic Frameworks) an. Sämtliche Modelle stehen den Kunden von Micromeritics kostenlos auf den Webseiten des Unternehmens zur Verfügung.

Die Modelle lassen sich problemlos mit vorhandener Software anwenden und verbessern die Genauigkeit der aus den Gasadsorptionsdaten abgeleiteten Messgrößen: Für viele Materialien mit Porenstrukturen im mikroporösen Bereich (< 2 nm) ist die Porosität leistungsbestimmend und für industrielle Anwendungen von wachsendem Interesse. Die Gasadsorption ist ein bewährtes Verfahren zur Charakterisierung der Porosität, stellt jedoch bei der Anwendung im mikroporösen Bereich eine Herausforderung dar. Die NLDFT generiert unter Einbeziehung der Molekularmodellierung genaue Werte der physikalischen Eigenschaften und dabei insbesondere der Dichte des Adsorptivs innerhalb der Pore, wobei das Fluidverhalten durch Interaktionen mit den Porenwänden modifiziert wird. Daher spielen relevante NLDFT-Modelle eine wesentliche Rolle für die Umwandlung gemessener Gasadsorptionsisothermen in präzise und korrekte Porositätsdaten.

Micromeritics ist seit langem Vorreiter in der Anwendung von NLDFT-Modellen und bietet Software an, mit der diese effizient in Routineanalysen genutzt werden können.  Mit Hilfe von NLDFT-Modellierung ermöglicht Micromeritics den Zugang zu den besten Technologien im Bereich der Charakterisierung poröser Materialien. Die bereit gestellten Modelle gestatten den Kunden beispielsweise:

  • eine umfangreichere Verwendung von Argon (Ar) als Sorptiv für Kohlenstoffe und Zeolithe (Oxide), um den gut dokumentierten Limitationen von Stickstoff (N2) für mikroporöse Materialien zu begegnen;
  • den Einsatz von Sauerstoff (O2) als Sorptiv für Kohlenstoffe; für die Mikroporenanalyse ist O2 eine günstigere Alternative zu Ar mit vorteilhafteren Eigenschaften im Vergleich zu N2;
  • mit der Anwendung von NLDFT-Modellen für MOFs zu beginnen. Aufgrund der vielfältigen Chemie von MOFs ist die Entwicklung geeigneter NLDFT-Modelle sehr komplex.

Als Einführung in die NLDFT und ihre Bedeutung hat Micromeritics häufig gestellte Fragen zu dieser komplizierten Thematik in einem leicht verständlichen Whitepaper zusammengestellt, das unter micromeritics.com/NLDFT heruntergeladen werden kann.

Whitepaper von Micromeritics zur Einführung in die NLDFT-Modelle zur Charakterisierung von Porosität