Physisorption mit verschiedenen Gasen unter Stickstoffkühlung: das cryoTune macht es möglich!

In unserem Labor für Auftragsmessungen (LabSPA) finden derzeit umfangreiche Untersuchungen zur Physisorption verschiedener Messgase (siehe Tabelle unten) unter Verwendung von Stickstoffkühlung statt. Dabei kommt das cryoTune zum Einsatz, eine Option für fast alle marktüblichen Physisorptionsgeräte. Das cryoTune schafft für Sorptionsuntersuchungen die experimentelle Grundlage und bietet folgende Vorteile:

  • Ökonomisch – Das cryoTune leistet eine kostengünstige Substitution von teuren, anderen Flüssiggasen durch den sparsamen und effizienten Verbrauch von preiswerten Flüssigstickstoff zur Kühlung.
  • Präzise – Die Temperierung der Messzelle ist im Gegensatz zu einer Siedepunkt-Temperierung unabhängig vom Luftdruck. Zudem ist die Kaltzone der Messzelle auf ein Minimum reduziert und über die gesamte Messdauer hinweg konstant.
  • Flexibel – Das cryoTune lässt sich an allen gängigen Sorptionsgeräten verwenden und eröffnet einen weiten und anderweitig nur schwer zugänglichen Temperaturmessbereich.
cryoTune thermostat accessory

Im cryoTune wird die Messzelle zur Temperierung nicht direkt in flüssigen Stickstoff getaucht, sondern befindet sich in einem probennah beheizbaren, wärmeleitenden Block, welcher den Wärmeübergang zwischen Messzelle und Flüssigstickstoff ermöglicht. Durch gezieltes Heizen lässt sich ein Temperaturbereich oberhalb des Siedepunktes von Stickstoff als Messtemperatur präzise einstellen und so können verschiedene Temperaturen aufrechterhalten werden. Bei Nutzung der innovativen cryoTune-Technologie ist es möglich, eine große Bandbreite an Adsorptiven zur Texturcharakterisierung zu verwenden: in der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Gase, deren Siedetemperatur, Flüssigkeitsdichte, der Platzbedarf des Adsorptivs, der Sättigungsdampfdruck und der Nichtidealitätsfaktor der Adsorptive dargestellt.

Adsorptiv Siedepunkt T [K] ρLiquid [g/cc] am für BET- Oberfläche [nm2] aus ρLiquid *4 p0 [kPa] Nichtidealitätsfaktor Fni der Adsorptive *3 [10-5]
Ar 87 1,39 0,143 101 4,27
Kr 120 2,41 0,163 101 3,83
Xe 165 2,94 0,192 101 3,71
SF6 209 1,91 0,276 101 3,87
CH4 112 0,42 0,174 101 4,26
Ethan 184 0,54 0,223 101 3,86
Propan 231 0,58 0,275 101 3,93
n-Butan 273 0,60 0,322 101 4,05
O2 90 1,14 0,141 101 4,09
N2 77 0,81 0,162 101 5,21
CO2 195*1 1,26 0,164*2 188*2 2,09

*1…Sublimationspunkt
*2…p0 und ρLiquid der unterkühlten Flüssigkeit
*3…Mittelwert aus van der Waals- und Bethelot-Gleichungen
*4…berechnet nach:

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 info@3P-instruments.com

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