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Caractéristiques des matériaux divisés
Texture des matériaux divisés - Aire spécifique des matériaux pulvérulents ou nanoporeux

Auteur(s) : Françoise ROUQUEROL, Jean ROUQUEROL, Isabelle BEURROIES, Philip LLEWELLYN, Renaud DENOYEL

Date de publication : 10 mai 2017

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Texture des matériaux divisés - Taille de pores des matériaux nanoporeux par adsorption d’azote

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1. Caractéristiques des matériaux divisés

Les matériaux divisés se caractérisent avant tout par l’étendue de leur surface disponible au contact du fluide environnant (gaz ou liquide). Disons, pour fixer les idées, que les matériaux divisés qui nous intéressent dans la suite de cet article ont une aire superficielle comprise entre 0,1 m² par gramme d’échantillon (soit déjà plus de 150 fois supérieure à celle d’un cube compact d’un cm d’arête) et 2 600 m² · g^–1 (qui serait l’aire spécifique d’un échantillon de graphite totalement exfolié, c’est-à-dire dont on aurait totalement séparé tous les feuillets ; certains charbons actifs s’en approchent). Des valeurs parfois beaucoup plus élevées sont trouvées dans la littérature récente, notamment pour les matériaux poreux organo-métalliques (MOF’s) (§ 6.1.5 ).

Cette aire superficielle peut provenir soit de la finesse des particules constituant la poudre soit de leur porosité, soit des deux.

La « finesse » des particules fait intervenir à la fois leur forme et leur taille : celles-ci peuvent être en effet aussi bien sous la forme des feuillets qu’on trouve dans le graphite ou dans la kaolinite (figure 1 a ) que sous la forme de grains plus ramassés, plus ou moins polyédriques ou sphériques (figure 1 b ) ou encore d’aiguilles souvent enchevêtrées, comme dans le plâtre (figure 1 c ). Les grains très fins (de l’ordre du nanomètre de diamètre) peuvent aussi s’attacher les uns aux autres (comme c’est le cas de la fumée de silice pyrogénique) pour constituer de véritables filets (figure 1 d ) capables de contenir des liquides et de leur donner l’aspect de gels : colles « gels »,...

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - THOMMES (M.), KANEKO (K.), NEIMARK (A.V.), OLIVIER (J.P.), RODRIGUEZ-REINOSO (F.), ROUQUEROL (J.S.W.), SING (K.S.W.) - Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report). - Pure and Appl. Chem., 87(9-10), p. 1051-1069 (2015).
(2) - ROUQUEROL (F.), ROUQUEROL (J.), SING (K.S.W.), LLEWELLYN (P.) - Adsorption by powders and porous solids : principles, methodology and applications. - 2nd Edition. Academic Press, p. 6-11 (2014).
(3) - AFNOR - Détermination de l’aire massique (surface spécifique) des poudres par adsorption de gaz. Méthode BET : mesure volumétrique par adsorption d’azote à basse température. - Norme Française NF. X 11-621, p. 175-186, nov. 1975.
(4) - LLEWELLYN (P.), ROUQUEROL (F.), ROUQUEROL (J.) - SCTA and adsorbents. - In Sample controlled thermal analysis : origins, goals, multiple forms, applications and future, SORENSEN (O.T.), ROUQUEROL (J.) Eds,. Kluwer Academic Publishers, chap. 6, p. 135-173 (2003).
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