Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів
The aim of this study was to compare a variety of methods to describe the textural characteristics of various materials. Several ways could be used to describe the morphological and textural characteristics of various materials in detail such as: (i) adsorption-desorption of low-molecular weight pro...
Saved in:
| Date: | 2018 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/476 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543902332354560 |
|---|---|
| author | Gun'ko, V. M. |
| author_facet | Gun'ko, V. M. |
| author_sort | Gun'ko, V. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:03:51Z |
| description | The aim of this study was to compare a variety of methods to describe the textural characteristics of various materials. Several ways could be used to describe the morphological and textural characteristics of various materials in detail such as: (i) adsorption-desorption of low-molecular weight probe compounds (N2, CO2, Ar, C6H6, H2O, etc.) in the gaseous (vapor) phase with increasing-decreasing pressure; (ii) adsorption of low- or high-molecular weight compounds from liquid solutions with increasing concentration of a solute; (iii) small angle X-ray scattering (SAXS) or small angle neutron scattering (SANS); (iv) quantitative analysis of images recorded using TEM, SEM, AFM, CLSM, etc.; (v) thermoporometry based on DSC or TG measurements with decreasing-increasing temperature; (vi) cryoporometry based on NMR spectroscopy measurements vs. temperature; and (vii) relaxometry based on NMR spectroscopy and thermally stimulated depolarization current measurements. There are several reasons of the use of mentioned above methods in parallel. For example, a material, which is strongly hydrated in native state, can strongly change the texture upon drying; thus, it should be studied in both states. Various adsorbates can penetrate into different pores or differently fill pores of different sizes that should be taken into account upon the analyses of various data. There are accessible and inaccessible pores (such as closed or too narrow for used adsorbate molecules), but SAXS can give information on all pores in contrast to the adsorption methods. Thus, the larger the number of applied methods, the more comprehensive the morphological and textural characterization of the adsorbents, and this is clearly shown below. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:23Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-476 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:55Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4762022-06-29T10:03:51Z Various methods to describe the morphological and textural characteristics of various materials Разные методы для описания морфологических и текстурных характеристик различных материалов Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів Gun'ko, V. M. textural characteristics adsorption cryoporometry relaxometry thermoporometry SAXS FTIR текстурні характеристики адсорбція кріопорометрія релаксометрія термопорометрія SAXS FTIR текстурные характеристики адсорбция криопорометрия релаксометрия термопорометрия SAXS FTIR The aim of this study was to compare a variety of methods to describe the textural characteristics of various materials. Several ways could be used to describe the morphological and textural characteristics of various materials in detail such as: (i) adsorption-desorption of low-molecular weight probe compounds (N2, CO2, Ar, C6H6, H2O, etc.) in the gaseous (vapor) phase with increasing-decreasing pressure; (ii) adsorption of low- or high-molecular weight compounds from liquid solutions with increasing concentration of a solute; (iii) small angle X-ray scattering (SAXS) or small angle neutron scattering (SANS); (iv) quantitative analysis of images recorded using TEM, SEM, AFM, CLSM, etc.; (v) thermoporometry based on DSC or TG measurements with decreasing-increasing temperature; (vi) cryoporometry based on NMR spectroscopy measurements vs. temperature; and (vii) relaxometry based on NMR spectroscopy and thermally stimulated depolarization current measurements. There are several reasons of the use of mentioned above methods in parallel. For example, a material, which is strongly hydrated in native state, can strongly change the texture upon drying; thus, it should be studied in both states. Various adsorbates can penetrate into different pores or differently fill pores of different sizes that should be taken into account upon the analyses of various data. There are accessible and inaccessible pores (such as closed or too narrow for used adsorbate molecules), but SAXS can give information on all pores in contrast to the adsorption methods. Thus, the larger the number of applied methods, the more comprehensive the morphological and textural characterization of the adsorbents, and this is clearly shown below. Целью данной работы было сравнение разных методов для описания текстурных характеристик разных материалов. Несколько путей могут быть избраны для описания морфологии и текстуры различных материалов: (i) адсорбция-десорбция низкомолекулярных соединений (N2, CO2, Ar, C6H6, H2O и т.д.) в газовой (паровой) фазе с повышением-понижением давления, что дает адс-дес изотермы, которые анализируют с использованием специфических программ; (ii) адсорбция низкомолекулярных соединений из жидкой среды при повышении концентрации; (iii) малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) или малоугловое рассеяние нейтронов (SANS) (iv) количественный анализ микроизображений TEM, СEM, КЛСМ и тому подобное; (v) термопорометрия на основе ДСП и ТГ измерений при снижении-повышении температуры; (vi) криопорометрия на основе ЯМР спектроскопии при изменении температуры; (vii) релаксометрия на основе ЯМР и термостимулированной деполяризации. Есть несколько причин для параллельного использования различных методов. Например, материал, который в нативном состоянии является сильно гидратированным, может существенно изменить текстуру при дегидратации, поэтому надо исследовать материал в обоих состояниях. Различные адсорбаты могут проникать в поры различных размеров, что нужно учитывать при анализе различных данных. Есть доступные и недоступные (закрытые или очень узкие), однако SAXS дает полную информацию о всех порах в отличие от адсорбционных методов. Таким образом, чем большее количество разных методов используется, тем более полная морфологическая и текстурная характеризация обеспечивается, что и было показано в данной работе. Метою роботи було порівняння різних методів опису текстурних характеристик різних матеріалів. Кілька шляхів може бути обрано для детального опису морфології та текстури різних матеріалів: (i) адсорбція-десорбція низькомолекулярних сполук (N2, CO2, Ar, C6H6, H2O тощо) в газовій (паровій) фазі з підвищенням-зменшенням тиску, що дає адс-дес ізотерми, які аналізують з використанням специфічних програм; (ii) адсорбція низькомолекулярних сполук з рідкого середовища при підвищенні концентрації; (iii) малокутове розсіяння рентгенівських променів (SAXS) чи малокутове розсіяння нейтронів (SANS); (iv) кількісний аналіз мікрозображень TEM, СEM, КЛСМ тощо; (v) термопорометрія на основі ДСК та ТГ вимірювань при зниженні-підвищенні температури; (vi) кріопорометрія на основі ЯМР спектроскопії при зміні температури; (vii) релаксометрія на основі ЯМР та термостимульованої деполяризації. Є кілька причин для паралельного використання вказаних методів. Наприклад, матеріал, який в нативному стані є сильно гідратованим, може суттєво змінити текстуру при дегідратації; тому треба вивчати його характеристики в обох станах. Різні адсорбати можуть проникати у пори різних розмірів, що треба враховувати при аналізі різних даних. Є доступні та недоступні (закриті чи дуже вузькі), проте SAXS дає повну інформацію про усі пори на відміну від адсорбційних методів. Таким чином, чим більша кількість різних методів використовується, тим більш повна морфологічна та текстурна характеризація забезпечується, що було показано в даній роботі. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2018-11-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/476 10.15407/hftp09.04.317 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 9 No. 4 (2018): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 317-340 Химия, физика и технология поверхности; Том 9 № 4 (2018): Химия, физика и технология поверхности; 317-340 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 9 № 4 (2018): Хімія, фізика та технологія поверхні; 317-340 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp09.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/476/478 Copyright (c) 2018 V. M. Gun'ko |
| spellingShingle | текстурні характеристики адсорбція кріопорометрія релаксометрія термопорометрія SAXS FTIR Gun'ko, V. M. Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title | Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title_alt | Various methods to describe the morphological and textural characteristics of various materials Разные методы для описания морфологических и текстурных характеристик различных материалов |
| title_full | Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title_fullStr | Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title_full_unstemmed | Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title_short | Різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| title_sort | різні методи для опису морфологічних та текстурних характеристик різних матеріалів |
| topic | текстурні характеристики адсорбція кріопорометрія релаксометрія термопорометрія SAXS FTIR |
| topic_facet | textural characteristics adsorption cryoporometry relaxometry thermoporometry SAXS FTIR текстурні характеристики адсорбція кріопорометрія релаксометрія термопорометрія SAXS FTIR текстурные характеристики адсорбция криопорометрия релаксометрия термопорометрия SAXS FTIR |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/476 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm variousmethodstodescribethemorphologicalandtexturalcharacteristicsofvariousmaterials AT gunkovm raznyemetodydlâopisaniâmorfologičeskihiteksturnyhharakteristikrazličnyhmaterialov AT gunkovm ríznímetodidlâopisumorfologíčnihtateksturnihharakteristikríznihmateríalív |