Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học nghiên cứu khả năng hấp phụ khí co2 của các vật liệu mofs irmof 3 irmof 8 irmof 9 mof 199 mof 5 nibtcbpy

Luận văn nghiên cứu khả năng hấp phụ CO2 của vật liệu MOFs: IRMOF-3, IRMOF-8, IRMOF-9, MOF-199, MOF-5, Ni(BTC)BPY. Phân tích cấu trúc, ứng dụng tiềm năng.

• Tác giả: Lê Văn Chiến
• Người hướng dẫn: Gs. Phan Thanh Sơn Nam
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng hấp phụ khí CO2 của các vật liệu MOFs : IRMOF-3, IRMOF-8, IRMOF-9, MOF-199, MOF-5, Ni(BTC)BPY
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Hấp Phụ CO2 Bằng MOF Tổng Quan Quan Trọng 55 ký tự

Sự phát triển khoa học công nghệ thúc đẩy nhu cầu năng lượng toàn cầu. Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu, than, khí tự nhiên) thải ra lượng lớn CO2, gây hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Cần giảm phát thải CO2 và tìm kiếm nguồn năng lượng sạch. Bên cạnh năng lượng gió, mặt trời, năng lượng hydro nổi lên như một giải pháp tiềm năng. Để giảm phát thải CO2, cần vật liệu lưu trữ hiệu quả hơn bình chứa thông thường. Các nhà khoa học hướng đến vật liệu lỗ xốp như zeolit, silica, than hoạt tính, và đặc biệt là vật liệu MOF. MOF (Metal-Organic Frameworks) có cấu trúc tinh thể đồng đều, vách ngăn ở dạng phân tử, cấu trúc không gian đa dạng, và diện tích bề mặt riêng lớn. MOF hứa hẹn ứng dụng vượt trội: xúc tác phản ứng, hấp phụ khí độc, làm sạch không khí, lưu trữ H2, CH4, khí thiên nhiên và CO2.

1.1. Vật liệu MOF Cấu trúc và tính chất cơ bản

Vật liệu MOF là vật liệu có bộ khung kim loại - hữu cơ (Metal-organic frameworks), là nhóm vật liệu mới, dạng tinh thể được hình thành từ những ion kim loại hay nhóm oxit kim loại liên kết phối trí với những phân tử hữu cơ. Không giống như những tinh thể lỗ xốp nano khác với những bộ khung vô cơ, MOF có bộ khung lai 3D, bao gồm những khung M-O liên kết với 1 cầu nối hữu cơ khác. MOF có diện tích bề mặt lớn, vượt qua tất cả những vật liệu khác. Hơn thế nữa, MOF có lợi thế hơn những chất hấp phụ truyền thống như là alumino silicat, zeolit, than hoạt tính.

1.2. Ưu điểm vượt trội của MOF trong hấp phụ CO2

MOF có tỉ trọng thấp, diện tích bề mặt cao và kích thước lỗ xốp đồng đều. Tính chất xốp rỗng có thể lớn hơn nhiều so với các vật liệu xốp khác. Tính chất này tạo tiềm năng lớn cho MOF được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm: lưu trữ khí, tách khí, xúc tác, cảm biến và quang học. MOF mang lại hiệu quả hấp phụ CO2 cao nhờ cấu trúc đặc biệt.

II. Vấn Đề Vì Sao Cần Nghiên Cứu Hấp Phụ CO2 51 ký tự

Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại. Nồng độ CO2 trong khí quyển tăng cao do hoạt động công nghiệp và đốt nhiên liệu hóa thạch. Điều này dẫn đến hiệu ứng nhà kính, gây ra nhiều hệ lụy như tăng nhiệt độ, mực nước biển dâng, và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Hấp phụ CO2 là một giải pháp tiềm năng để giảm lượng CO2 trong khí quyển. Các vật liệu hấp phụ CO2 như MOF đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi. Nghiên cứu này tập trung vào so sánh hiệu quả hấp phụ CO2 của các vật liệu MOF khác nhau, từ đó tìm ra vật liệu tối ưu cho ứng dụng thực tế.

2.1. Tác động của CO2 đến biến đổi khí hậu toàn cầu

Nồng độ CO2 tăng cao trong khí quyển do hoạt động công nghiệp và đốt nhiên liệu hóa thạch gây ra hiệu ứng nhà kính. Dẫn đến tăng nhiệt độ, mực nước biển dâng, và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Theo báo cáo của IPCC, cần giảm đáng kể lượng phát thải CO2 để hạn chế mức tăng nhiệt độ toàn cầu.

2.2. Vai trò quan trọng của hấp phụ CO2 trong giảm phát thải

Hấp phụ CO2 là quá trình thu giữ CO2 từ khí thải công nghiệp hoặc trực tiếp từ không khí. Các vật liệu hấp phụ CO2 có khả năng liên kết với CO2, giúp tách CO2 ra khỏi hỗn hợp khí. Sau đó, CO2 có thể được lưu trữ hoặc sử dụng cho các mục đích khác.

III. So Sánh Hiệu Quả Hấp Phụ CO2 Của MOF IRMOF 59 ký tự

Nghiên cứu so sánh hiệu quả hấp phụ CO2 của các vật liệu MOF: IRMOF-3, IRMOF-8, và MOF-5. IRMOF-3 được đánh giá là chất hấp phụ tốt nhất cho CO2 so với các MOF khác. MOF-5 và IRMOF-8 cũng được nghiên cứu về độ bền hóa học trong ứng dụng hấp phụ khí. IRMOF-8 thể hiện khả năng kháng hóa chất đáng kể với toluene sôi. Cần có một con đường mới để xem xét các vật liệu xốp bền vững với độ ổn định hóa học đặc biệt cho nhiều ứng dụng mới trước đây chưa được nhận ra trong các vật liệu microporous gốc oxit.

3.1. Phân tích chi tiết khả năng hấp phụ CO2 của IRMOF 3

IRMOF-3 có diện tích bề mặt lớn và các nhóm chức năng đặc biệt tăng cường tương tác với phân tử CO2. Kết quả nghiên cứu cho thấy IRMOF-3 có khả năng hấp phụ CO2 cao hơn so với các vật liệu MOF khác trong điều kiện tương tự.

3.2. Đánh giá so sánh IRMOF 8 và MOF 5 về độ bền hóa học

Độ bền hóa học là một yếu tố quan trọng đối với vật liệu hấp phụ CO2. IRMOF-8 và MOF-5 được khảo sát về độ bền trong các dung môi khác nhau. Kết quả cho thấy IRMOF-8 có độ bền tốt hơn MOF-5 trong môi trường toluene.

3.3. Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ CO2 của MOFs

Khả năng hấp phụ CO2 của MOF bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: diện tích bề mặt, kích thước lỗ xốp, nhóm chức năng, nhiệt độ và áp suất. Tối ưu hóa các yếu tố này giúp tăng cường hiệu quả hấp phụ CO2.

IV. Phương Pháp Tổng Hợp và Phân Tích MOF 53 ký tự

Nghiên cứu sử dụng phương pháp phản ứng solvothermal để tổng hợp các vật liệu MOF: IRMOF-3, MOF-5, IRMOF-8, IRMOF-9, MOF-199, và Ni(BTC)BPY từ muối kẽm, đồng, niken và các phối tử carboxylate. Đặc tính vật lý được xác định bằng các kỹ thuật khác nhau: nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), và đo hấp phụ nitơ. Các MOF tinh thể xốp cao thu được với hiệu suất cao và diện tích bề mặt Langmuir lớn.

4.1. Quy trình tổng hợp vật liệu MOF bằng phương pháp solvothermal

Phương pháp solvothermal là phương pháp phổ biến để tổng hợp MOF. Quy trình này sử dụng nhiệt độ và áp suất cao trong dung môi để tạo điều kiện cho phản ứng giữa các tiền chất kim loại và phối tử hữu cơ. Các thông số tổng hợp ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của MOF.

4.2. Các kỹ thuật phân tích cấu trúc vật liệu MOF XRD SEM TEM...

Các kỹ thuật phân tích cấu trúc như XRD, SEM, TEM, TGA và FT-IR cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc tinh thể, hình thái, độ bền nhiệt và thành phần hóa học của MOF. Thông tin này rất quan trọng để đánh giá chất lượng và hiệu quả của MOF trong ứng dụng hấp phụ CO2.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng MOF Hấp Phụ CO2 50 ký tự

Các vật liệu MOF có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hấp phụ CO2, đặc biệt là trong việc thu giữ CO2 từ khí thải công nghiệp và khí tự nhiên. MOF cũng có thể được sử dụng để lưu trữ CO2 hoặc chuyển đổi CO2 thành các sản phẩm có giá trị. Nghiên cứu và phát triển MOF cho ứng dụng hấp phụ CO2 là một hướng đi quan trọng để giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.

5.1. Ứng dụng MOF trong thu giữ CO2 từ khí thải công nghiệp

MOF có thể được sử dụng trong các hệ thống hấp phụ CO2 để thu giữ CO2 từ khí thải của các nhà máy điện, nhà máy xi măng, và các ngành công nghiệp khác. Quá trình này giúp giảm lượng CO2 thải vào khí quyển.

5.2. Tiềm năng MOF trong lưu trữ và chuyển đổi CO2

CO2 thu giữ có thể được lưu trữ dưới lòng đất hoặc sử dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị như nhiên liệu, hóa chất, và vật liệu xây dựng. MOF có thể đóng vai trò quan trọng trong các quy trình này.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Vật Liệu MOF 57 ký tự

Nghiên cứu đã so sánh hiệu quả hấp phụ CO2 của các vật liệu MOF khác nhau và đánh giá tiềm năng ứng dụng của chúng. MOF là vật liệu hứa hẹn cho lĩnh vực hấp phụ CO2, nhưng cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện hiệu quả hấp phụ, độ bền, và chi phí sản xuất. Hướng phát triển trong tương lai tập trung vào thiết kế MOF với cấu trúc và tính chất tối ưu cho hấp phụ CO2 trong các điều kiện khác nhau.

6.1. Thách thức và cơ hội trong nghiên cứu MOF hấp phụ CO2

Thách thức: Cải thiện hiệu quả hấp phụ, độ bền, và giảm chi phí sản xuất. Cơ hội: Phát triển MOF với cấu trúc và tính chất tùy chỉnh cho các ứng dụng cụ thể.

6.2. Hướng nghiên cứu và phát triển vật liệu MOF trong tương lai

Nghiên cứu tập trung vào thiết kế MOF với diện tích bề mặt lớn, kích thước lỗ xốp phù hợp, và các nhóm chức năng tăng cường tương tác với CO2. Phát triển các phương pháp tổng hợp mới để giảm chi phí sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay khi sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao thì nhu cầu sử dụng năng luợng trên thế giới cũng ngày càng nhiều hơn như đối với các nguồn nguyên liệu xăng, dầu hỏa, than, khí tự nhiên. Tuy nhiên, những nguyên liệu này khi được đốt cháy sẽ thải ra môi trường một lượng lớn khí CO2, hậu quả là làm cho nhiệt độ của trái đất ấm dần lên dẫn đến sự tan chảy băng ở hai cực, tính axit của nước biển bị thay đổi, ô nhiễm môi trường, thời tiết, khí hậu thay đổi gây thiên tai, lụt lội,… Trước những tình hình như vậy cần có những biện pháp nhằm:  Giảm thải CO2 ra ngoài môi trường.  Tìm nguồn nguyên liệu mới ít gây ô nhiễm môi trường, hạn chế sử dụng nguồn nguyên liệu hóa thạch Bên cạnh những nguồn năng lượng sạch đã biết đến từ lâu như: năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời… thì một nguồn năng lượng mới đã được phát hiện và ngày càng được ứng dụng nhiều trong thực tiễn, không gây ô nhiễm môi trường, đó chính là nguồn năng lượng từ khí H2. Để giảm thải khí CO2 ra ngoài môi trường thì cần phải dùng bình để chứa nó.

Nhưng dùng bình chứa thì chỉ được một lượng vừa phải, vấn đề đặt ra là phải có một loại nguyên vật liệu nào đó có thể chứa được thể tích của khí CO2 lớn hơn gấp nhiều lần thể tích của nó, khi đó các nhà khoa học đã nghĩ đến những vật liệu có kích thước lỗ xốp như zeolit, silica, than hoạt tính,… Vật liệu xốp có bề mặt riêng lớn như than hoạt tính, silica, zeolite đã được nghiên cứu, sử dụng nhiều trong khoa học kỹ thuật và đời sống như:  Than hoạt tính có khả năng hấp thu chọn lọc các chất khác nhau với giá thành hạ nên ứng dụng nhiều trong kỹ thuật đời sống như thu gom làm sạch khí thải, nước thải, khử màu và mùi nước,. 1 Luận văn Thạc Sĩ  Silica có khả năng hấp phụ và giải hấp tốt các chất hữu cơ khác nhau nhờ hệ dung môi hữu cơ rửa giải thích hợp; nên dùng nhiều làm chất hấp phụ trong kỹ thuật phân riêng sắc ký như sắc ký lớp mỏng, cột sắc ký điều chế. hay làm sạch không khí ẩm có yêu cầu độ tinh khiết cao.  Zeolite giá thành đắt nhưng chịu được nhiệt độ cao, diện tích bề mặt riêng lớn dễ dàng biến tính nhờ các tâm hoạt động là acid-base Lewis; nên được dùng nhiều trong khoa học kỹ thuật xúc tác, hấp phụ.

Trong số những vật liệu đã được nghiên cứu có một vật liệu đã bộc lộ những tính năng vượt trội về khả năng lưu trữ khí, đặc biệt là khí H2 và CO2, vật liệu này có tên là MOFs lần đầu tiên được khám phá ra bởi nhà khoa học Omar M. MOFs được xác định là vật liệu có cấu trúc tinh thể đồng đều nhất, do cấu trúc vách ngăn ở dạng phân tử khác biệt với những vách ngăn dày trong cấu trúc vật liệu xốp vô cơ thông thường. Cấu trúc không gian của vật liệu MOFs rất đa dạng như: hình que, hình xoắn, hình khối đa diện. với kích thước khác nhau là do cấu tạo các phân tử hữu cơ liên kết với các tâm kim loại.

MOFs có diện tích bề mặt riêng từ vài trăm đến gần 10. Nhờ có diện tích bề mặt riêng lớn, cấu trúc ổn định ở nhiệt độ cao, vật liệu MOFs đã được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu những ứng dụng vượt trội của chúng, xúc tác cho phản ứng hóa học hữu cơ, hấp phụ chọn lọc cácloại khí độc, làm sạch không khí và đặc biệt là lưu trữ khí H2, CH4, khí thiên nhiên và CO2. 2 Luận văn Thạc Sĩ Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ MOFs 1.1 Khái niệm MOFs đã được nghiên cứu đầu tiên bởi giáo sư O.

Yaghi và các cộng sự vào những năm 1990. MOFs là vật liệu có bộ khung kim loại - hữu cơ (Metal-organic frameworks). Là nhóm vật liệu mới, dạng tinh thể được hình thành từ những ion kim loại hay nhóm oxit kim loại liên kết phối trí với những phân tử hữu cơ [1] [3]. Không giống như những tinh thể lỗ xốp nano khác với những bộ khung vô cơ, MOFs có bộ khung lai 3D, bao gồm những khung M-O liên kết với 1 cầu nối hữu cơ khác.

MOFs có diện tích bề mặt lớn, vượt qua tất cả những vật liệu khác. Hơn thế nữa, MOFs có lợi thế hơn những chất hấp phụ truyền thống như là alumino silicat, zeolit, than hoạt tính.2 Cấu trúc vật liệu MOFs Để dự đoán cấu trúc MOFs là phải hiểu được cách hình thành bộ khung và cách chúng đạt được sự ổn định về cấu trúc[3]. Việc tổng hợp khung lưới được xem là việc ghép thành chuỗi những phân tử với nhau bằng những liên kết vững chắc như là liên kết M-O, C-O, C-C. Cấu trúc MOFs bao gồm kim loại (như là nút) và linkers (như là cầu nối) có dạng mạng lưới mở rộng bằng những liên kết phối trí.

3 Luận văn Thạc Sĩ Cluster building block + Organic Link → MOFs Hình 1.1 Ví dụ SBUs của MOFs cacboxylat.2 Sự tạo MOFs từ ion kim loại và linkers hữu cơ[4] 4 Luận văn Thạc Sĩ 1.1 Đơn vị cấu trúc cơ bản (SBUs)  Tất cả vật liệu MOFs lỗ xốp đều được xây dựng nhờ vào những cụm kim loại vì vậy được gọi là Secondary building units (SBUs). SBUs được xem như là những ―nút‖ và phối trí cho cầu nối hữu cơ [5]. Nhóm tác giả Michael O’Keeffe, Omar M. Yaghi mô tả hình học của 131 SBU, thành phần và liên kết của chúng, sau đây là một số SBU điển hình[8] SBUs Tam giác (triangle) Co- xanh, C-đen, O-đỏ, S- Fe-đa diện vàng, C-đen, Zn-xanh, C-đen, O-đỏ vàng O-đỏ, S-vàng Lăng trụ tam giác (trigonal prism) Kim loại (Fe, Cr, Ru, Kim loại (W, Nb, Mo)- Mo-hồng, C-đen, O-đỏ, Mn, V, Ni, Sc,…)-cam, xám, C-đen, O-đỏ Br:-nâu, P-xám C-đen, O-đỏ Bát diện (octahedra) Kim loại (Zn, Co, Be)- Kim loại (Er, Yb, Nd), Tb-tía, C-đen, O-đỏ xanh, C-đen, O-đỏ C-đen, O-đỏ Cuboctahedron Ni-xanh, C-đen, O-đỏ Kim loại (Fe, V)-vàng, C-đen, O-đỏ Hình 1.3 Một số SBU[4][5] 5 Luận văn Thạc Sĩ  Có hai góc đặc trưng: góc η giữa các SBU và góc θ giữa các liên kết của cầu nối ditopic[6].4 Các SBU và góc liên kết η giữa các SBU[4] .5 Góc θ giữa các liên kết của cầu nối ditopic[4] Omar Yaghi tổng hợp đơn vị liên kết vuông M2(CO2)4 (M = Cu, Zn) với các liên kết hữu cơ khác nhau tạo đa dạng các góc, chiều và cấu trúc.7A bốn nguyên tử C tạo đơn vị SBU hình vuông, các đơn vị này liên kết nhau bằng cầu nối 1,4- benzendicarboxylate và có nhóm -CO2 đồng phẳng tạo cấu trúc phẳng hai chiều.7B - cong 90 oC tạo phân tử với 6 bánh xe, C - cong 120 oC tạo khối đa diện với 12 6 Luận văn Thạc Sĩ bánh xe, D) vòng xoắn 90 oC tạo cấu trúc chiều, E) các liên kết hình học không đối xứng có thể tạo ra lớp gấp[7].6 Sự kết nối hai SBU bằng các liên kết hữu cơ tạo góc thích hợp[4][5] 1.2 Sự kết chuỗi Là 1 trong những nguyên nhân gây ra trở ngại chính cho quá trình kiến tạo và đạt độ ổn định cho cấu trúc lỗ xốp, do các yếu tố đan xen và trộn lẫn vào nhau [1]: 7 Luận văn Thạc Sĩ Hình 1.7 Cấu trúc dạng chuỗi[4][13] Sự đan xen vào nhau ―interpenetration‖ của 2 hay nhiều bộ khung là một trở ngại chính trong quá trình kiến tạo tinh thể rất xốp do nó đã làm giảm thể tích không gian bên trong.

Sự trộn lẫn vào nhau ―interweaving‖ của 2 hay nhiều bộ khung hình thành những lỗ xốp có kích thước nhỏ hơn, nhưng quá trình trộn lẫn làm gia cố tính vững chắc của tinh thể [1] [8]. (a) SBU, sự kết chuỗi xoắn 2 khung làm giảm kích thước lỗ xốp: b) xoắn vòng, (c) vách dày hơn, (d) giảm tiếp xúc gần giữa các khung.tạo kết chuỗi liên tục Hình 1.8 Sự kết chuỗi khung[9] 8 Luận văn Thạc Sĩ Hình 1.9 Một số MOFs dạng chuỗi khác[7] 1.3 Tính chất của MOFs Nét đặc trưng của MOFs là tỉ trọng thấp, diện tích bề mặt cao, kích thước lỗ xốp đồng đều. Một nét đặc biệt hấp dẫn là tính chất xốp rỗng của MOFs, nó có thể lớn hơn nhiều vật liệu xốp khác [3]. Tính chất đặc biệt này tạo tiềm năng lớn cho MOFs được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm: lưu trữ khí, hấp thu khí, sự phân tách khí, xúc tác, dẫn truyền thuốc, thiết bị cảm quan, quang điện tử chuyển đổi ion và chống sự giản nở nhiệt [1].

Việc lưu trữ khí H2 và hấp thu CO2 là 2 ứng dụng có nhiều triển vọng trong số những vai trò quan trọng của MOFs.1 Diện tích bề mặt cao So sánh diện tích bề mặt giữa vật liệu MOFs với một số vật liệu lỗ xốp khác ta thấy nó có diện tích bề mặt cao hơn nhiều. Cụ thể, zeolit có diện tích bề mặt khoảng 500 m2/g, các vật liệu thuộc nhóm mesoporous như: silica, alumina có diện tích bề mặt khoảng 1000 m2/g, than hoạt tính có diện tích bề mặt khoảng từ 500–1500 m2/g [10] [3]. Trong khi đó, đa số các vật liệu MOFs có diện tích bề mặt khá cao, cao hơn hẳn các vật liệu truyền thống ở trên. Trong đó, một số vật liệu MOFs có diện tích bề mặt rất cao như: 9 Luận văn Thạc Sĩ MOF-5 (2296 m2/g), MOF-177 (4527 m2/g), MOF-205 (4530 m2/g), MOF-205 (4460 m2/g), MOF-210 (6240 m2/g), UMCM-1, UMCM-2 (5200 m2/g).10 Diện tích bề mặt của vật liệu lỗ xốp[2][10] Giáo sư O.Yaghi đã cắt mảng lớn thành mảnh nhỏ hơn theo Hình (a,b,c,d).

Diện tích bề mặt mảnh lớn graphene là 2,965 m2/g, chuỗi các vòng sáu liên kết ở vị trí para tăng gấp đôi 5,683 m2/g, chia mảnh graphene lớn thành các đơn vị 3 vòng liên kết với vòng trung tâm ở vị trí 1,3,5-, đạt 6,200 m2/g, vòng đơn đạt 7,745 m2/g. Từ kết quả phân tích này tác giả nhận định nghiên cứu tránh cấu trúc vòng đặc sẽ làm tăng tối đa diện tích bề mặt[11].11 Thiết kế và tổng hợp cấu trúc hóa học có diện tích bề mặt cao[31] 10 Luận văn Thạc Sĩ 1.2 Kích thƣớc lỗ xốp Vật liệu lỗ xốp có diện tích bề mặt cao và sự tương tác rắn - lỏng mạnh, cần thiết cho sự hấp phụ. Kích thước lỗ xốp có vai trò cần thiết trong sự hấp phụ, nó ảnh hưởng đến lực phân tử lên trên vách lỗ xốp. Các vật liệu lỗ xốp được phân chia theo các nhóm kích thước lỗ xốp sau:  Microporous: đường kính lỗ xốp nhỏ hơn 2 nm.

 Mesoporous: đường kính lỗ xốp từ 2-50 nm.  Macroporous: đường kính lỗ xốp lớn hơn 50 nm.