Neue Adsorptionsstudien mit verschiedenen Adsorptiven: Untersuchung von Ultramikroporen (Zeolith 4A)

Zeolithe werden oft zur Entfernung von Feuchtigkeit, z. B. in Filtertrocknern, verwendet. Die hohe Trocknungsleistung von Zeolith 4A verdeutlicht, dass Wassermoleküle mit einem kritischen Moleküldurchmesser von 0,26 nm bei Raumtemperatur leicht in die 0,4 nm (4 Å) großenPoren des Zeolithen eindringen können, aber auch kleinere Moleküle wie N2, O2 oder CO2.

Betrachtet man die Adsorptionsisothermen von N2 bei 78 K, H2 bei 78 K und von CO2 bei 195 K (siehe Abbildung), so ist ersichtlich, dass Zeolith 4A unter diesen Bedingungen sehr wenig Stickstoff adsorbiert, wohingegen mit H2 und CO2 eine signifikante Adsorption erkennbar ist.

Zeolite 4A isotherms of H2 at 78 K, CO2 at 195 K, and N2 at 78 K

Isothermen von H2 bei 78 K, CO2 bei 195 K, and N2 bei 78 K an Zeolith 4A

Der Grund dafür ist, dass während des N2-Adsorptionsexperimentes bei 78 K eine kinetische Hinderung des Adsorptivs auftritt und daher keine nennenswerten Mengen N2 von Zeolith 4A adsorbiert werden, wie auch weitere wissenschaftliche Untersuchungen zeigen. Stickstoff ist als Adsorptiv für Porengrößen unter 0,5 nm nicht geeignet. Ultramikroporen sollten daher stets mit CO2 oder H2 als Adsorptiv charakterisiert werden. Bislang war dies eine Herausforderung, da die Temperierung solcher Messungen nur aufwändig unter Einsatz eines Cryocoolers (sehr energie- und kostenintensiv) möglich war.

3P Instruments bietet nun eine kostengünstige und einfache Möglichkeit, Adsorptionmessungen im Bereich 82 K – 323 K mit einer Genauigkeit von ± 0,004 K zu temperieren: der Temperaturcontroller cryoTune. Überzeugen Sie sich in unserem Video selbst von den Möglichkeiten:

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