Estudio de la distribución de tamaño de mesoporos de materiales con poros tipo slit mediante la teoría de condensación capilar

JHONNY VILLARROEL-ROCHA; DEICY BARRERA; KARIM SAPAG

Rosario

Encuentro; V Encuentro de Física y Química de Superficies (FyQS); 2011

Los materiales porosos ocupan un lugar primordial en la tecnología actual debido a sus múltiples aplicaciones, entre ellas se encuentran los procesos de adsorción, catálisis y almacenamiento y separación de gases. En procesos de adsorción, la existencia de mesoporos en estos materiales porosos es muy importante porque son la vía de acceso a los microporos, que es donde tiene lugar la mayor parte de este fenómeno [1]. Por lo tanto una propiedad textural fundamental de estos materiales es la distribución de tamaño de poros (PSD), la cuál es habitualmente estudiada mediante la adsorción-desorción de N2 a 77 K [2], dando óptimos resultados en la región de mesoporos [3]. Existen diversos métodos para la evaluación de la PSD a partir de datos experimentales (isoterma de adsorción); dentro de estos se encuentran los métodos basados en la teoría microscópica molecular como la Teoría del Funcional de la Densidad No Localizado (NLDFT) y la simulación de Monte Carlo (MC) así como también los basados en la teoría macroscópica de condensación capilar como el de Barret, Joyner y Halenda (BJH) y el de Dollimore and Heal (DH) [4]. En este último grupo de métodos la ecuación de Kelvin es considerada como válida, sin embargo, se ha reportado que estos métodos clásicos subestiman el tamaño medio de poros para materiales con tamaños menores a 100 Å [4]. En este trabajo a partir de isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K de una serie de materiales con poros de geometría slit (carbón activado, arcilla natural y arcilla pilareada) se evaluaron las PSD mediante la teoría de condensación capilar, suponiendo el proceso más adecuado de llenado-vaciado de poros y tomando en cuenta la geometría de los mismos. Se encontró un término de corrección al radio de Kelvin, el cual elimina la subestimación del tamaño medio de poros, por medio del ajuste de la isoterma simulada a los datos experimentales. Se comparan estos resultados con los obtenidos por el método NLDFT y se propone tener en cuenta esta corrección en el estudio de las PSD de este tipo de materiales.