Adsorción de gas mediante método estático volumétrico

Analizadores de área superficial y tamaño de poro

La caracterización textural es fundamental para el desarrollo de nuevos materiales. La determinación del área superficial, el volumen y la distribución de tamaño de poro se lleva a cabo normalmente mediante equipos de adsorción de gases basados en el método estático-volumétrico.

La gama de equipos Sync ofrece análisis completamente automáticos de isotermas de adsorción con Nitrógeno y otros gases no corrosivos (ej. CO2, Ar, Kr, H2, O2, CO, NH3 o CH4), en una, dos o cuatro estaciones de medida. Permitiendo de esta forma la caracterización de materiales porosos con un requerimiento de espacio mínimo.

Los equipos Sync pueden disponer de hasta 4 estaciones de medida con un puerto separado para la determinación de la presión de saturación. Todas las estaciones están compartidas en un único Dewar, por esta razón el equipo Sync ofrece una alta productividad para ensayos de rutina en el menor espacio posible de bancada y con el mínimo consumo de Nitrógeno líquido. Dependiendo de la cantidad de muestras, el equipo se puede configurar para disponer de 1, 2, 3 o 4 estaciones de medida. Adicionalmente, el equipo se puede configurar con un número adecuado de transductores de presión. Si la velocidad de la medida no es relevante (para medidas durante la noche) el equipo puede disponer de un único sensor de presión. Dependiendo de las necesidades se pueden incorporar hasta 6 transductores de presión por lo que se puede elegir el modelo Sync que más se ajusta a tus necesidades analíticas.

Sync: Sistema Avanzado de Fisisorción y Porosimetría Multiestación

El analizador Sync está diseñado para laboratorios que exigen la máxima productividad en ensayos rutinarios y de investigación. Cuenta con hasta cuatro estaciones de medida totalmente independientes, optimizando los tiempos de análisis sin comprometer la precisión.

Características Técnicas y Arquitectura del Sistema

  • Independencia y Control de Presión: Cada estación de medida dispone de su propio transductor dedicado de 1000 torr, complementado por un sensor adicional exclusivo para registrar en continuo la presión de saturación (\(P_0\)).
  • Desgasificación Flexible: Permite realizar el pretratamiento térmico mediante desgasificación in-situ directamente en cada estación, con la alternativa de utilizar desgasificadores autónomos independientes.
  • Seguridad contra Contaminación: Incorpora una robusta triple etapa de evacuación en su rutina de vacío para prevenir eficazmente el arrastre y contaminación con polvos o muestras altamente finas, reforzado por un sistema de doble filtración por estación.
  • Cinética en Tiempo Real: Visualización constante de los datos cinéticos (presión frente a tiempo) en pantalla, facilitando la monitorización del equilibrio termodinámico durante todo el ensayo.
  • Dosificación Inteligente de Gas: El software permite programar la inyección de gas según la demanda real de la muestra. Las dosis se configuran por secciones de la isoterma y pueden modificarse sobre la marcha de forma dinámica.
Curvas y datos de análisis del equipo 3P Sync

Capacidades Analíticas y Modelos de Evaluación

El sistema proporciona una completa caracterización textural de materiales porosos y polvos mediante ensayos de adsorción y desorción con adsorbatos no corrosivos:

  • Determinación del área superficial BET (mono y multipunto según DIN 66131 e ISO 9277) y área Langmuir.
  • Cálculo del volumen total de poro y el radio medio de poro.
  • Distribución de tamaño de mesoporos mediante los modelos BJH (DIN 66134) y DH.
  • Análisis avanzado de microporos (DIN 66135) mediante los métodos t-plot, Dubinin-Radushkevich, Horvath-Kawazoe y Saito-Foley.
  • Integración de modelos NLDFT (Teoría de Densidad Funcional No Lineal) adaptados a diferentes geometrías de poro, química superficial y sistemas adsorbato-adsorbente.
  • Cálculo termodinámico de los calores de adsorción.

Especificaciones técnicas

Aplicaciones para Sync

  • Control de calidad de área superficial en diferentes materiales (Carbonato cálcico, productos farmacéuticos de inhalación, estearato magnésico, pigmentos cerámicos).
  • Investigación en nuevos materiales porosos.
  • Catálisis.
  • Zeolítas, MOFs (Metallic Organic Frameworks), carbones activos, geles de sílice…etc.
  • Caracterización de materiales adsorbentes.
  • Almacenamiento y conversión de energía: Determinación de áreas específicas y volumen de poros en materiales para baterías de litio, supercondensadores, celdas de combustible y materiales para almacenamiento de hidrógeno.
  • Captura y almacenamiento de carbono (CCUS): Evaluación de la capacidad textural y eficiencia de tamices moleculares y sólidos porosos orientados a la captura de $CO_2$.
  • Industria de la construcción y cementos: Análisis de la porosidad y finura en materiales cementantes suplementarios, aditivos y puzolanas para optimizar su reactividad y resistencia mecánica.
  • Nanomateriales y polvos metálicos: Caracterización textural en la fabricación aditiva (impresión 3D) y pulvimetalurgia para garantizar la fluidez y sinterización correcta de los polvos.
  • Industria petroquímica: Control y optimización de catalizadores de craqueo catalítico y soporte de lechos fluidizados.

¿Qué es el 3P Sync y cuántas estaciones de análisis incorpora?

El 3P Sync es un analizador de fisisorción y porosimetría de alta productividad que cuenta con hasta cuatro estaciones de medida totalmente independientes, permitiendo realizar ensayos de rutina y análisis complejos de forma simultánea sin pérdida de precisión.

¿Cómo se gestiona el control de presión y la presión de saturación (\(P_0\)) en cada estación?

Cada estación de medida del 3P Sync puede equiparse con su propio transductor dedicado de 1000 torr. Además, incorpora un sensor específico e independiente para la determinación continua de la presión de saturación (\(P_0\)), garantizando la máxima exactitud termodinámica en cada ensayo.

¿Qué medidas de seguridad incorpora para evitar la contaminación con muestras finas?

El sistema cuenta con una robusta triple etapa de evacuación en su rutina de vacío y un sistema de doble filtración integrado en cada estación, diseñado específicamente para proteger los componentes internos frente al arrastre de polvos y partículas ultrafinas.

¿Cómo funciona la dosificación inteligente de gas durante la construcción de la isoterma?

El software del 3P Sync permite programar la dosis de gas adaptándose dinámicamente a lo que la propia muestra demanda en cada momento. Estas dosis se configuran por secciones de la isoterma y pueden modificarse sobre la marcha de forma flexible según la evolución del análisis.

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