Volumen II - SAM

donde, γ es la tensión superficial del N2 líquido, 8,88E-3 [J/m 2 ], VL es el volumen molar del N2 líquido,
3,468E25 [Å 3 /mol], R es la constante de los gases ideales, 8,3143E20 [JˑÅ 2 /Kˑmolˑm 2 ] y T es la temperatura
absoluta, 77 [K]; t, rK y fc están expresados en Å [15]. Así, rp, expresado en Å, se determinó mediante la
siguiente expresión (Ec. 4):
··
·· (4)
Con base a las consideraciones mencionadas anteriormente, se diseñó un programa en lenguaje C que simula
el fenómeno de evaporación capilar asumiendo la presencia de meniscos hemisféricos. Los parámetros de
entrada a la simulación es una base de datos con los valores obtenidos de rp y Lp determinados por DH. Se
parte de una presión relativa de 1E-5, con incrementos de 0,001 y se llega a una presión relativa final de 0,999.
Para cada presión relativa, se calcula el valor de la capa adsorbida (Ec. 3) y el radio de poro (Ec. 4); si este
último valor coincide con algún tamaño de poro de la base de datos, éste condensa llenando totalmente su
volumen; el aporte de los poros con tamaños superiores a este valor contribuyen al volumen adsorbido sólo
con la capa adsorbida en sus paredes, por lo tanto el volumen total adsorbido, es la suma de estas dos
contribuciones. Se pasa al siguiente valor de presión relativa y se repite el mismo procedimiento hasta llegar al
último valor establecido, obteniéndose la isoterma simulada.
Se confeccionó un banco de isotermas simuladas, con valores de fc entre 0 y 7 Å, y se compararon con la
isoterma experimental, realizando finalmente un ajuste para determinar el valor de fc que reproduce de mejor
manera la isoterma experimental, validando la autoconsistencia del método.
Con la isoterma experimental, el valor de fc encontrado y utilizando el método de DH, se obtiene finalmente la
distribución de tamaño de poros. Este procedimiento se llevó a cabo para las cuatro muestras analizadas.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la figura 1 se muestran las isotermas experimentales de adsorción–desorción de N2 a 77 K donde se
observa una relación directa entre la relación molar CTAB:TEOS y el volumen adsorbido para las diferentes
muestras analizadas y a su vez una relación directa con el área superficial obtenida. A presiones relativas entre
0,10 y 0,35 se observa un cambio de concavidad, indicando la condensación del nitrógeno en los mesoporos
primarios.
V ads (STP) [cm 3 /g]
600
525
450
375
300
225
150
600
525
450
375
300
225
150
600
525
450
375
300
225
150
75
75
75
75
CTAB:TEOS = 0,07
CTAB:TEOS = 0,12
CTAB:TEOS = 0,17
CTAB:TEOS = 0,27
0
0
0
0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
P/P0 P/P P/P P/P 0
0
0
Figura 1.Isotermas experimentales de adsorción y desorción de N 2 a 77 K a las diferentes relaciones molares CTAB:TEOS.
El área superficial específica (SBET) de las muestras se estimó mediante el método de Brunauer, Emmet y
Teller, BET [16], usando los datos de adsorción en el rango de presiones relativas de 0,05 a 0,14. El volumen
total de poros (VTP) se obtuvo mediante la regla de Gurvistch a una presión relativa de 0,99 [17]. Se usó el
método de α-plot para verificar la ausencia de microporos y estimar el volumen de mesoporos primarios
(VMPP), utilizando silica gel macroporosa LiChrospher Si-1000 [18] como adsorbente de referencia. La
distribución de tamaño de poros fue obtenida por la Teoría Funcional de la Densidad, DFT, usando en la rama
de desorción el modelo NLDFT para poros cilíndricos.
Se encontró que la presencia de mesoporos primarios predomina en las muestras estudiadas y que el aumento
de estos se da con el incremento en la concentración de surfactante. Los datos texturales obtenidos se muestran
en la tabla 1.
1054
600
525
450
375
300
225
150