Характеристики, типи та приклади хімічної пористості



The хімічна пористість це здатність деяких матеріалів поглинати або пропускати певні речовини в рідкій або газоподібній фазі, через порожні простори, що є в її структурі. Говорячи про пористість, описана частина "порожнистих" або порожніх просторів у певному матеріалі.

Її представляє об'ємна частина цих порожнин, поділена на обсяг досліджуваного матеріалу. Величина чи числове значення, отримане в результаті цього параметра, можуть бути виражені двома способами: значенням від 0 до 1 або відсотком (значення від 0 до 100%), щоб описати, скільки матеріалу є порожнім простором.

Незважаючи на те, що в різних галузях чистих наук приписується багаторазове застосування, серед інших, основні функціональні можливості хімічної пористості пов'язані зі здатністю певного матеріалу допускати поглинання рідин; тобто рідини або гази.

Крім того, через цю концепцію ми аналізуємо розміри і кількість отворів або "пор", які має сито або частково проникна мембрана в деяких твердих тілах.

Індекс

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Взаємодійте дві речовини
    • 1.2 Швидкість реакції залежить від поверхневого простору твердого речовини
    • 1.3 Доступність або проникність залежить від часу
  • 2 Види хімічної пористості
    • 2.1 Масова пористість
    • 2.2 Об'ємна пористість
  • 3 Приклади хімічної пористості
    • 3.1 Цеоліти
    • 3.2 Органічні металеві конструкції з використанням гібридних матеріалів
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Інше
  • 4 Посилання

Особливості

Дві речовини взаємодіють

Пористість - це об'ємна частина твердого припущення, яка, безумовно, порожниста і пов'язана зі способом взаємодії двох речовин, що надає йому специфічні характеристики провідності, кристалічних, механічних і багатьох інших властивостей..

Швидкість реакції залежить від поверхневого простору твердого речовини

У реакціях, що відбуваються між газоподібним речовиною і твердим речовиною або між рідиною і твердим речовиною, швидкість реакції залежить в значній мірі від простору поверхні твердого тіла, яке є доступним, так що реакція може бути проведена.

Доступність або проникність залежить від часу

Доступність або проникність, яку речовина може мати на внутрішній поверхні частинки даного матеріалу або з'єднання, також тісно пов'язана з розмірами і характеристиками пір, а також їх кількістю..

Види хімічної пористості

Пористість може бути багатьох типів (геологічна, аеродинамічна, хімічна, серед інших), але коли мова йде про хімію, то описуються два типи: масова і об'ємна, залежно від виду матеріалу, що вивчається..

Масова пористість

При посиланні на масу визначається здатність речовини поглинати воду. Для цього використовується нижченаведене рівняння:

% Pm = (ms - m0) / m0 x 100

У цій формулі:

Pm являє частку пір (виражена у відсотках).
ms відноситься до маси фракції після занурення у воду.
m0 описує масу будь-якої фракції речовини перед зануренням.

Об'ємна пористість

Аналогічно, для визначення об'ємної пористості певного матеріалу або частки його порожнин використовується наступна математична формула:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρf/ Pm)] x 100

У цій формулі:

Pv описує частку пір (виражена у відсотках).
ρm відноситься до щільності речовини (без занурення).
ρf являє собою щільність води.

Приклади хімічної пористості

Унікальні характеристики деяких пористих матеріалів, таких як кількість порожнин або розмір їх пір, роблять їх цікавим об'єктом дослідження.

Таким чином, у природі зустрічається велика кількість цих речовин великої корисності, але багато інших можуть бути синтезовані в лабораторіях.

Дослідження факторів, що впливають на пористі якості реагенту, дозволяє визначити можливі застосування, які він має, і спробувати отримати нові речовини, які допоможуть вченим продовжувати просування в галузі науки і техніки матеріалів.

Одним з основних напрямків вивчення хімічної пористості є каталіз, як і в інших областях, таких як адсорбція і розділення газу..

Цеоліти

Підтвердженням цього є дослідження кристалічних і мікропористих матеріалів, таких як цеоліти і структура органічних металів..

У цьому випадку цеоліти використовуються в якості каталізаторів в реакціях, які здійснюються за допомогою кислотного каталізу, внаслідок їх мінеральних властивостей як пористого оксиду і до того, що існують різні типи цеолітів з порами малого, середнього і великого розмірів.

Прикладом використання цеолітів є процес каталітичного крекінгу, метод, який використовується на нафтопереробних заводах для отримання бензину з фракції або зрізання з важкої нафти..

Органічні металеві конструкції, що включають гібридні матеріали

Іншим класом сполук, які досліджуються, є структури органічних металів, які включають гібридні матеріали, створені з органічного фрагмента, сполучна речовина і неорганічний фрагмент, що є фундаментальною основою для цих речовин.

Це являє собою більшу складність у своїй структурі по відношенню до структури цеолітів, описаної вище, тому вона містить набагато більші можливості, ніж можна уявити для цеолітів, оскільки вони можуть бути використані для розробки нових матеріалів з унікальними властивостями..

Незважаючи на те, що вони являють собою групу матеріалів з невеликим часом дослідження, ці органічні структури металів були продуктом великої кількості синтезу для отримання матеріалів з безліччю різних структур і властивостей..

Ці структури досить стійкі термічно і хімічно, в тому числі особливий інтерес, який є продуктом терефталевої кислоти і цирконію, серед інших реагентів.

UiO-66

Ця речовина, звана UiO-66, має велику поверхню з достатньою пористістю та іншими характеристиками, які роблять її оптимальним матеріалом для досліджень в областях каталізу та адсорбції..

Інші

Нарешті, існує нескінченність прикладів у фармацевтичних застосуваннях, дослідженнях ґрунту, в нафтовій промисловості та багатьох інших, де пористість речовин використовується як основа для отримання надзвичайних матеріалів і використання їх на користь наук.

Список літератури

  1. Lillerud, К. P. (2014). Пористі матеріали. Відновлено з mn.uio.no
  2. Joardder, М. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Пористість: встановлення взаємозв'язку між параметрами сушіння та якістю сушених продуктів. Отримано з books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Енциклопедія Британіка. Відновлено з britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Пористість кераміки: властивості та застосування. Отримано з books.google.co.ve