Un Nuevo Método para Obtener la Distribución de Tamaño de Mesoporos Utilizando la Ecuación de Kelvin

JHONNY VILLARROEL ROCHA; DEICY BARRERA; KARIM SAPAG

San Luis

Workshop; Workshop sobre Adsorción, Adsorbentes y sus Aplicaciones; 2014

Instituto de física aplicada, UNSL, CONICET

Actualmente, los materiales mesoporosos ordenados tienen una fuerte influencia sobre procesos de adsorción y catálisis, fundamentalmente por el ordenamiento en su estructura y sus tamaños de poro definidos. Entre estos materiales se encuentran, los que presentan (o son similares) mesoporos de geometría: i) cilíndrica, tales como, MCM-41, SBA-15 y CMK-3; y ii) esférica, tales como, SBA-16 y KLE. Las propiedades texturales de estos materiales, por lo general, son obtenidos a partir de isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K, donde la ecuación de Kelvin es generalmente utilizada para estimar el tamaño de los mesoporos que presenta el material. La ecuación de Kelvin es considerada válida por la teoría de condensación capilar y es usada por varios métodos macroscópicos para la evaluación de la distribución de tamaño de poros (PSD, por sus siglas en ingles), entre ellos el método de Barrett, Joyner y Halenda (BJH). Sin embargo, ha sido encontrado que los métodos clásicos, que utilizan la ecuación de Kelvin, para el análisis de la PSD, subestiman el tamaño de poros (hasta en un 25 %) en materiales que presentan tamaño de poros menores a 10 nm. En este trabajo, la PSD de diferentes materiales mesoporosos ordenados fue evaluada mediante isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K, utilizando un método macroscópico mejorado (método VBS, propuesto por Villarroel-Barrera-Sapag, 2011). Este método, está basado en el algoritmo de BJH y propuesto para poros de geometría cilíndrica y esférica, el cual ha sido mejorado por medio de una modificación a la ecuación de Kelvin con la adición de un término de corrección (fc), y además considera mecanismos apropiados de condensación/evaporación capilar. Este método es autoconsistente ya que para obtener el término de corrección final, se construyeron isotermas simuladas con diferentes valores de fc hasta lograr un ajuste con la isoterma experimental. Los resultados obtenidos por el método VBS se compararon con el método de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), encontrando un buen acuerdo entre ellos.