Класифікація пір

Існує багато типів пористих систем. І в різних зразках, і в одному і тому ж зразку окремі пори можуть значно відрізнятися як за формою, так і за розміром. Особливий інтерес у багатьох випадках може представляти поперечний розмір пір, наприклад, діаметр циліндричних пор або відстань між стінками щілиновидних пір. Зручну класифікацію пор за розмірами запропонував М. М. Дубінін. В даний час ця класифікація офіційно прийнята Міжнародним союзом з теоретичної та прикладної хімії (IUРАС). Відповідно до цієї класифікації пори поділяються на види за розмірами: мікропори (< 2 нм); мезопор (2-50 нм); макропори (> 50 нм).

Ця класифікація заснована на принципі: кожен інтервал розмірів пор відповідає характерним адсорбційним властивостям, які знаходять своє вираження в ізотермах адсорбції. У мікропорах завдяки близькості стінок пір потенціал взаємодії з адсорбованими молекулами значно більше, ніж у більш широких порах, і величина адсорбції при заданому відносному тиску відповідно також більше. У мезопорах відбувається капілярна конденсація – на ізотермах спостерігається характерна петля гістерезису. Макропори настільки широкі, що для них неможливо детально вивчити ізотерму адсорбції. Тому такі пористі тіла вивчають методом ртутної порометрії – визначають той тиск, який необхідно для заповнення цих пір ртуттю. Обсяги ртуті, вдавлені за певних тисках, дають можливість побудувати залежність обсягу пір від їх радіуса при використанні для цієї мети рівняння Лапласа, де r – радіус пір, заповнюються при надмірному тиску P, s – поверхневий натяг ртуті, Q – кут змочування ртуттю поверхні твердого тіла.

Кордон між різними класами пір не є жорстко визначеною, оскільки вона залежить і від форми пір і від природи (особливо поляризуемости) молекул адсорбтіва. Так найбільший розмір пір, при якому ще спостерігається збільшення адсорбції, тобто верхня межа розмірів мікропор, для різних адсорбтивом може бути різним. Часто характерне для мікропор зростання потенціалу взаємодії і, як наслідок, зростання адсорбції припиняються при такому відносному тиску (і відповідному розмірі пір), яке ще не досягає значення Р / Рsначала петлі гістерезису. Тому в останні роки мікропори прийнято поділяти на дуже вузькі – так звані ультрамікропори, для яких характерний ефект зростання адсорбції, і супермікропори, розміри яких знаходяться між ультрамікропорамі і мезопор.

Можна відзначити, що в цілому в твердих тілах існує широкий набір розмірів пор – від макропор через мезопор і мікропори до субатомних «пір» у вигляді проміжків між площинами спайності або діслокаційточечних дефектів. Тому завжди існують такі системи «пористе тіло – газ або пар», які не вкладаються в запропоновані наукою схеми і класифікації.

Посилання на основну публікацію