A krioporozimetria elméleti alapja

Az NMR krioporozimetria elvi háttere, avagy folyadékfázisú NMR alkalmazása szilárd struktúrák vizsgálatára?

A krioporozimetria alapja, hogy ha egy anyag olyan méretű pórusba van bezárva, amelyben a felület nem elhanyagolható a térfogathoz képest, akkor a víz olvadáspontjának hőmérséklete csökken. Ez elméleti úton már a XIX. század óta jól ismert. A gondot a jelenség könnyű és megbízható mérésének hiánya okozta. Az NMR alkalmazása áttörést hozhat ebben a tekintetben. Amennyiben egy szilárd vagy gél állapotú porózus anyagot vízben szuszpendálunk, a minta (folyadékfázisú) 1H NMR spektrumán a víz nagy intenzitású jelet ad, emellett a szuszpendált anyagtól függően esetleg más 1H jelet is detektálhatunk. Mivel NMR jelet csak a folyékony halmazállapotú víz ad (a szilárd, fagyott fázis maradékjelét spin-echo impulzusszekvenciával küszöböljük ki), ennek csökkenését detektálva a hőmérséklet függvényében az adott anyagokban meghatározható az olvadt (és abból a fagyott víz) mennyisége az adott hőmérsékleten. Ha a mintában lévő összes víz fagyott állapotú, a vízjel intenzitása nullává válik (fagyasztási fázis), a hőmérsékletet emelve fokozatosan olvad meg és detektálható a pórusokban lévő víz mennyisége a jelek intenzitásának növekedése alapján, egészen addig, míg a mintában lévő összes víz kiolvad (olvadási fázis). A 0°C-hoz képest mért olvadáspont-csökkenésből a pórus méretére lehet következtetni (Gibbs-Thomson-egyenletből levezetve) és a porózus anyagra jellemző pórusméreteloszlás meghatározható. A fagyáspont és olvadáspont között tapasztalható hiszterézis mértéke a pórus alakjára jellemző.

40-115 teljes

A különböző hőmérsékleteken felvett 1H spektrumok összessége dendrimergél minta vizsgálata során

Részletek

 Kéri Mónika

 

This entry was posted in Kolloidkémia. Bookmark the permalink.

Comments are closed.