Pore size analysis according to the Kelvin equation

Abstract

The theoretical and practical principles underlying the determination of pore size distribution from measurements of the capillary condensation of vapours are reviewed. As in mercury porosimetry, a model must be introduced to provide a simplified description of the pore structure, and the two methods are similar in principle. However, rather elaborate corrections are necessary to take account of multimolecular adsorption which accompanies capillary condensation. Nevertheless, the method is suitable for pores too fine to be measurable by mercury porosimetry. The range of applicability of the Kelvin equation, the process of micropore filling and the origin of adsorption hysteresis are reviewed briefly.

Résumé

On décrit le processus de condensation capillaire des vapeurs dans des pores de dimension intermédiaire (mésopores, de l’ordre de 2–20 nm). On examine les causes de l’hystérésis d’adsorption et le mécanisme par lequel même des pores plus petits (micropores) se trouvent remplis. La distribution du diamètre des pores peut être calculée au moyen d’un modèle géométrique simple, à l’aide de l’équation de Kelvin. On se sert d’un modèle identique pour interpréter les mesures de porosimétrie au mercure; les deux méthodes donnent des résultats concordants. La condensation capillaire peut s’appliquer à des pores de dimension bien au-dessous de ceux qui sont accessibles à la méthode au mercure. Cependant, il faut des corrections assez complexes pour tenir compte de l’adsorption multimoléculaire qui accompagne la condensation capillaire. On présente les principes théoriques et expérimentaux de la méthode.