Distribution de la taille des pores

Optimisez les matériaux grâce à des analyses détaillées de la distribution de la taille des pores

Qu'est-ce que la taille des pores et la distribution de la taille des pores ?

La taille des pores fait référence au diamètre des espaces vides présents dans un matériau. Ces pores peuvent aller de quelques nanomètres à un millier de micromètres et sont essentiels aux performances de matériaux tels que les membranes, les catalyseurs, les adsorbants, la céramique et les composants de batterie.

La distribution de la taille des pores détermine la plage des tailles de pores et le volume occupé par chaque catégorie de pores dans un matériau. Elle indique le nombre de pores correspondant à des plages de tailles spécifiques, ce qui permet d'établir le profil complet du matériau.

La taille et la distribution des pores sont des paramètres clés qui influencent le comportement d'un matériau dans des applications concrètes. Des mesures et un contrôle précis permettent d'optimiser la conception des matériaux, d'obtenir des performances constantes et d'améliorer les résultats des procédés.

Applications

  • Catalyseurs et adsorbants : des pores plus petits augmentent la surface spécifique, multipliant ainsi les sites de réaction. Les réactions sont plus rapides et la capture plus efficace. Toutefois, des pores plus petits peuvent également ralentir les analyses en limitant la diffusion ; par conséquent, il existe des tailles optimales pour les catalyseurs
  • Céramique : l'intégrité structurelle est influencée par la taille et la distribution des pores
  • Membranes et filtres : la sélectivité et le débit sont affectés par la structure des pores
  • Batteries et piles à combustible : les réseaux de pores régissent le mouvement des ions et des gaz, ce qui affecte les taux de charge/décharge et l'efficacité énergétique
  • Produits pharmaceutiques : la taille des pores et la surface spécifique ont un impact sur l'administration des médicaments, la capacité de chargement en principes actifs (API) et la stabilité du produit

Piles à combustible

Solutions permettant d'aider au développement de technologies de piles à co...
Piles à combustible

Solutions pharmaceutiques

Informations physicochimiques nécessaires pour accélérer la commercialisati...
Solutions pharmaceutiques

Comment calculer la distribution de la taille des pores

On peut mesurer la distribution de la taille des pores en s'appuyant sur plusieurs techniques. Dans de nombreux cas, la combinaison des techniques donne une vue d'ensemble plus complète de la distribution de la taille des pores et du comportement des matériaux.

L'adsorption de gaz mesure la quantité de gaz adsorbé à différents niveaux de pressions relatives ; des modèles tels que la méthode Barrett, Joyner et Halenda (BJH) et la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) sont utilisés pour extraire la distribution de la taille des pores.

  • Plage de pores type : de 0,3 à 50 nm (de micropores à mésopores)
  • Idéal pour : poudres à surface élevée, structures organométalliques (Metal Organic Frameworks, MOF), structures organiques covalentes (Covalent organic frameworks, COF), zéolites, charbons actifs

La porosimétrie par intrusion de mercure est le procédé par lequel le mercure est introduit dans le pore sous pression ; l'équation de Washburn est utilisée pour déduire la taille des pores en fonction du volume qui s'infiltre à chaque pression.

  • Plage de pores type : de 3 à 1 000 µm (de mésopores à macropores)
  • Idéal pour : distributions larges, y compris les grands pores, les matériaux solides rigides (céramiques, catalyseurs, comprimés)

La porométrie à flux capillaire mesure la pression nécessaire pour déplacer un liquide d'humidification à travers les pores ; elle fait la distinction entre les débits les plus petits et les plus grands.

  • Plage de pores type : de 0,02 à 500 µm (pores traversants)
  • Idéal pour : membranes, séparateurs, filtres

Des techniques d'imagerie telles que la diffraction des rayons X (XRD), la microscopie électronique à balayage (SEM) et la microscopie électronique en transmission (TEM) permettent de visualiser directement des structures de pores en 2D ou 3D.

  • Plage de pores type : en fonction de la résolution
  • Idéal pour : compléter les méthodes quantitatives

La porométrie liquide-liquide mesure la pression nécessaire pour qu'un liquide déplace un autre liquide dans les pores.

  • Plage de pores type : de 20 nm à 1 µm
  • Idéal pour : membranes hydrophiles ou hydrophobes

Instruments pour l'analyse de la taille des pores

Micromeritics AutoPore V

Analyse de la densité et de la porosimétrie des matériaux mésoporeux et mac...
Micromeritics AutoPore V

Micromeritics AccuPore

La mesure la plus simple, la plus précise et la plus polyvalente de la poro...
Micromeritics AccuPore