Комплексная безопасность 2011
Комплексное использование вторичных ресурсов
Экология большого города
10_Чистая вода
Новый высокоинформативный прибор для исследования нанопористой структуры различных материалов в широком диапазоне радиусов пор
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 

Краткое описание

Пористые и порошкообразные материалы широко применяются в различных отраслях промышленности — производство керамики, очистка сред, катализ, металлургия, авиакосмические технологии, энергетика, медицина и многих других. Создание, распространение и применение нанопористых сред требует наличия надёжных и простых методов диагностики и контроля пористой структуры. В настоящее время за рубежом серийно выпускается ряд приборов. Но в целом эти измерения не являются рутинными. Поэтому сохраняется актуальность широкого распространения высокоинформативных методов порометрии в неспециализированных лабораториях.

В ОИВТ РАН разработан прибор, предназначенный для получения распределений пор по размерам и других характеристик нанопористых структур, в основе которого лежит оригинальный метод получения изотерм десорбции без измерения давления паров. Метод основан на анализе кривой сушки образца, проводимой в квазиравновесных условиях. Измеряемой зависимостью является изменение массы образца от времени. Разработанное математическое обеспечение позволяет получать точные данные о размере нанопор на основании существующих теоретических представлений о сорбционных явлениях для самых разнообразных материалов.

Прибор включает в себя стандартные аналитические весы, воздушный термостат и специальные измерительные ячейки для образцов. Прибор доступен для использования в непрофильных лабораториях и для входного и выходного контроля материалов на производствах.

Общий вид прибора
Общий вид прибора
Измерительная ячейка
Измерительная ячейка

Основные отличительные характеристики прибора:

  • неразрушающий контроль;
  • единственный измеряемый параметр — изменение массы адсорбата во времени;
  • потенциально широкий выбор адсорбатов;
  • применим для образцов практически любой химической природы, формы (в т.ч. тонких мембран), дисперсности и других образцов с объёмом пор от 5 мкл;
  • работает при температуре, близкой к комнатной и атмосферном давлении;
  • рутинные измерения проводятся непрерывно без участия оператора;
  • доступен любой неспециализированной лаборатории.

В настоящее время доступный для надёжного анализа на существующей экспериментальной установке диапазон радиусов пор составляет 1—100 нм. В ОИВТ РАН ведутся работы по расширению диапазона пор до 0,5—1000 нм. При этом следует подчеркнуть, что проведение измерений наиболее распространённым методом низкотемпературной адсорбции азота с радиусом пор менее 5 нм, а также более 50 нм в настоящее время представляет собой серьёзную научно-техническую задачу. Прибор широко применяется для анализа металлокерамических и полимерных мембран, катализаторов, адсорбентов и носителей, углеродных саж, оксидов и гидроксидов алюминия, углерод-полимерных композитов, сверхсшитых полимеров и ионообменных мембран и многих других пористых сред.

Структура гидроксидов алюминия, полученных при окислении алюминия водой в различных режимах
Структура гидроксидов алюминия, полученных при окислении алюминия водой в различных режимах

Разработчик

Объединённый институт высоких температур РАН