的化学孔隙率是能力的某些材料的空隙呈现在其结构中吸收或穿过在液相或气相中某些其它物质,借助于。当谈到孔隙率时,描述了某种材料中“空心”或空白部分。
用这些腔体的体积除以所研究材料整体的体积来表示。此参数产生的大小或数值可以两种方式表示:0到1之间的值或百分比(0到100%之间的值),以描述多少材料是空白空间。
尽管在纯的,应用的,材料科学的不同分支中都赋予了它多种用途,但化学孔隙率的主要功能与某种材料允许吸收流体的能力有关。即液体或气体。
另外,通过该概念,分析了在某些固体中部分可渗透的筛子或膜的空隙或“孔”的尺寸和数量。
特点
两种物质相互作用
孔隙率是假设的固体体积的一部分,肯定是空心的,并且与两种物质相互作用的方式有关,从而赋予其特定的导电性,结晶性,机械性能和许多其他特性。
反应速度取决于固体表面的空间
在气态物质与固体之间或在液体与固体之间发生的反应中,反应速度很大程度上取决于固体表面上可用于反应发生的空间。
可达性或渗透性取决于毛孔
物质在给定材料或化合物的颗粒内表面上具有的可及性或渗透性也与孔的尺寸和特性以及孔的数量密切相关。
化学孔隙类型
孔隙率可以有多种类型(地质,空气动力学,化学等),但是在处理化学时,描述了两种类型:质量和体积,这取决于所研究的材料类别。
质量孔隙率
通过参考孔隙率,可以确定物质吸收水的能力。为此,使用以下所示的公式:
%P 米 =(M 小号 -米0)/ M 0 ×100
在此公式中:
P m代表孔的比例(以百分比表示)。
m s是指浸入水中后的馏分质量。
m 0描述了物质被浸没之前任何质量的质量。
体积孔隙率
类似地,要确定某种材料的体积孔隙率或其腔体的比例,可以使用以下数学公式:
%P v =ρ 米 /×100
在此公式中:
P v描述了孔的比例(以百分比表示)。
ρ 米是指该物质的密度(未浸渍)。
ρ ˚F表示水的密度。
化学孔隙率示例
一些多孔材料的独特特征,例如空腔的数量或孔的大小,使其成为一个有趣的研究对象。
因此,在自然界中发现了许多这些极其有用的物质,但是在实验室中可以合成更多的物质。
研究影响试剂孔隙率质量的因素使我们能够确定其可能的应用,并尝试获得有助于科学家在材料科学和技术领域继续前进的新物质。
与其他领域(例如气体吸附和分离)一样,催化领域也是研究化学孔隙率的主要领域之一。
沸石
证明这一点的是对结晶和微孔材料(例如沸石)和有机金属结构的研究。
在这种情况下,由于其矿物性质,例如氧化物多孔性,沸石在通过酸催化进行的反应中用作催化剂,并且存在具有小,中和大孔的不同类型的沸石。
使用沸石的一个例子是催化裂化工艺,这是一种在炼油厂中用于从馏分或从重质原油中提取汽油的方法。
涉及混合材料的有机金属结构
正在研究的另一类化合物是涉及杂化材料的有机金属结构,这些杂化材料由构成这些物质基本基础的有机片段,结合物质和无机片段形成。
相对于上述沸石,这代表了其结构的更大复杂性,因此,与沸石所想象的相比,它具有更大的可能性,因为它们可用于设计具有独特性能的新材料。
尽管是一组材料,但研究时间很少,但是这些金属有机结构却是大量合成的产物,可生产出具有许多不同结构和特性的材料。
这些结构在热和化学上非常稳定,除其他试剂外,还包括对苯二甲酸和锆的产物,这是特别令人感兴趣的一种。
UiO-66
这种被称为UiO-66的物质具有较大的表面,具有足够的孔隙率和其他特征,使其成为催化和吸附领域研究的最佳材料。
其他
最后,在药物应用,土壤研究,石油工业以及许多其他领域,有无数的例子,其中物质的孔隙率被用作获得非常规材料并有利于科学的基础。
参考文献
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