มีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการวิเคราะห์การกระจายขนาดไมโครพอร์โดยใช้อุปกรณ์ดูดซับก๊าซ ในอดีต การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้ไนโตรเจนที่ 77K แต่การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการดูดซับก๊าซอาร์กอนที่วัดที่ 87K มีข้อดีที่แท้จริงหลายประการในการวิเคราะห์ไมโครพอร์
แนวโน้มที่พื้นผิวของแข็งทั้งหมดจะดึงดูดโมเลกุลของก๊าซโดยรอบทำให้เกิดกระบวนการที่เรียกว่าการดูดซับก๊าซ การตรวจสอบกระบวนการดูดซับก๊าซให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมายเกี่ยวกับลักษณะของของแข็ง เช่น พื้นที่ผิวและขนาดรูพรุน พื้นที่ผิวคำนวณจากปริมาณชั้นเดียว มักใช้วิธี BET และขนาดรูพรุนคำนวณจากแรงดันในการเติมรูพรุน
ไนโตรเจน (สัญลักษณ์องค์ประกอบทางเคมี N) เป็นก๊าซไดอะตอมมิกที่เฉื่อยโดยทั่วไป ซึ่งปกติแล้วจะไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่มีรส ที่ความดันบรรยากาศ ไนโตรเจนเป็นของเหลวระหว่าง 63K ถึง 77K และยังคงไม่มีสีและไม่มีกลิ่น มันประกอบด้วย 78% ของชั้นบรรยากาศของโลกโดยปริมาตรและถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2315 โดยแดเนียลรัทเทอร์ฟอร์ดซึ่งเดิมเรียกว่าอากาศเป็นพิษ
เหตุผลของการใช้การดูดซับไนโตรเจนคือทั้งก๊าซและไครโอเจนมีราคาถูกและมีปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือ:
* ต้องการสุญญากาศสูงมาก (โดยเฉพาะในกรณีของ ultramicropores <0.7nm)
* นำไปสู่การวิเคราะห์ที่ยาวนาน
* ความยากลำบากในการกำหนดจุดสมดุล
* ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับแรงดูดซับระหว่างก๊าซและพื้นผิว
* นำไปสู่การดูดซับพิเศษบนพื้นผิวที่มีการใช้งานมากขึ้น หรือแม้กระทั่งความเป็นไปได้ของการอุดตันของรูพรุน
อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์อาร์กอนที่ 87K มีข้อดีที่แท้จริงดังนี้:
* เติม ultramicropores ที่ความดันสัมพัทธ์ที่สูงขึ้นมาก
* นำไปสู่เวลาสมดุลที่เร็วขึ้นและเวลาในการวิเคราะห์โดยรวม (วิเคราะห์ได้เร็วขึ้นถึง 50%)
* เวลาสมดุลที่เร็วขึ้นหมายความว่าสามารถกำหนดจุดสมดุลได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น ลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดที่เกิดจากภายใต้สมดุล
* อาร์กอนยังมีปฏิกิริยากับพื้นผิวที่อ่อนแอกว่ามาก ซึ่งช่วยลดปัญหาการดูดซับแบบเลือกเจาะจงไปยังกลุ่มการทำงานของพื้นผิวที่เฉพาะเจาะจงได้
ก๊าซอาร์กอน (สัญลักษณ์องค์ประกอบทางเคมี Ar) นั้นไม่มีสีและไม่มีกลิ่น และที่สำคัญกว่านั้นคือเฉื่อยอย่างมากในการเป็นก๊าซมีตระกูลชนิดหนึ่ง มันประกอบด้วยปริมาตรต่ำกว่า 1% ของชั้นบรรยากาศโลกโดยปริมาตรทำให้เป็นก๊าซที่พบมากที่สุดเป็นอันดับสาม ที่ความดันบรรยากาศ อาร์กอนเป็นของเหลวระหว่าง 84K ถึง 88K มันถูกค้นพบในปี 1894 โดย Lord Rayleigh และ Sir William Ramsay หลังจากแยกและตรวจสอบสารตกค้างที่ได้จากการกำจัดไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำออกจากอากาศบริสุทธิ์
ส่วนที่ 3 ของ ISO 15901:2007 (การกระจายขนาดรูพรุนและความพรุนของวัสดุที่เป็นของแข็งโดยการวัดรูพรุนของปรอทและการดูดซับก๊าซ) อธิบายวิธีการประเมินปริมาตรของรูพรุนขนาดเล็ก (รูพรุนที่มีความกว้างภายในน้อยกว่า 2 นาโนเมตร) และพื้นที่ผิวจำเพาะของรูพรุนขนาดเล็ก วัสดุโดยการดูดซับก๊าซที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น เมื่อไม่มีการดูดซับเคมีหรือการดูดซึมเกิดขึ้น)
มาตรฐาน ISO นี้ระบุว่าการวิเคราะห์ขนาดรูพรุนและปริมาตรของวัสดุที่มีรูพรุนขนาดเล็ก เช่น ซีโอไลต์ ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน เป็นต้น เป็นเรื่องยาก เนื่องจากการเติมรูพรุนขนาด 0.5 -1 นาโนเมตรเกิดขึ้นที่ความดันสัมพัทธ์ 10-7 ถึง 10-5 โดยที่ อัตราการแพร่กระจายและสมดุลการดูดซับช้ามาก…. ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ในการวิเคราะห์วัสดุที่มีรูพรุนโดยใช้อาร์กอนเป็นตัวดูดซับที่อุณหภูมิอาร์กอนของเหลว (87.3 K)
สนใจเพิ่มเติม https://shop.linde.co.th/shop/th/thai/ก๊าซ-165/ก๊าซอาร์กอน-165
