How Reproducible Are Surface Areas Calculated from the BET Equation? - Archive ouverte HAL
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2021

How Reproducible Are Surface Areas Calculated from the BET Equation?

Johannes Osterrieth , James Rampersad , David Madden , Nakul Rampal , Luka Skoric , Bethany Connolly , Mark Allendorf , Vitalie Stavila , Jonathan Snider , Rob Ameloot , Joao Marreiros , Conchi Ania , Diana Azevedo , Enrique Vilarrasa-García , Bianca Santos , Xian-He Bu , Xe Zang , Hana Bunzen , Neil Champness , Sarah Griffin , Banglin Chen , Rui-Biao Lin , Benoit Coasne , Seth Cohen , Jessica Moreton , Yamil Colon , Linjiang Chen , Rob Clowes , François-Xavier Coudert , Yong Cui , Bang Hou , Deanna D’alessandro , Patrick Doheny , Mircea Dinca , Chenyue Sun , Christian Doonan , Michael Huxley , Jack Evans , Paolo Falcaro , Raffaele Riccò , Omar Farha , Karam Idrees , Timur Islamoglu , Pingyun Feng , Huajun Yang , Ross Forgan , Dominic Bara , Shuhei Furukawa , Elisabeth Sanchez , Jorge Gascon , Selvedin Telalovic , Sujit Ghosha , Soumya Mukherjee , Matthew Hill , Muhammad Munir Sadiq , Patricia Horcajada , Pablo Salcedo-Abraira , Katsumi Kaneko , Radovan Kukobat , Jeffrey Kenvin , Seda Keskin , Susumu Kitagawa , Kenichi Otake , Ryan Lively , Stephen Dewitt , Philip Llewellyn , Bettina Lotsch , Sebastian Emmerling , Alexander Pütz , Carlos Martí-Gastaldo , Natalia Muñoz , Javier Garcia-Martinez , Noemi Linares , Daniel Maspoch , Jose Antonio Suarez , Peyman Moghadam , Rama Oktavian , Russell Morris , Paul Wheatley , Jorge Navarro , Camille Petit , David Danaci , Matthew Rosseinsky , Alexandros Katsoulidis , Martin Schroder , Xue Han , Sihai Yang , Christian Serre , Georges Mouchaham (1) , David Sholl , Raghuram Thyagarajan , Daniel Siderius , Randall Snurr , Rebecca Goncalves , Shane Telfer , Seok Lee , Valeska Ting , Jemma Rowlandson , Takeshi Uemura , Tomoya Iiyuka , Monique van Der Veen , Davide Rega , Veronique Vanspeybroeck , Aran Lamaire , Sven Rogge , Krista Walton , Lukas Bingel , Stefan Wuttke , Jacopo Andreo , Omar Yaghi , Bing Zhang , Cafer Yavuz , Thien Nguyen , Felix Zamora , Carmen Montoro , Hong-Cai Zhou , Kirchon Angelo , David Fairen-Jimenez
Johannes Osterrieth
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James Rampersad
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David Madden
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Nakul Rampal
Luka Skoric
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Bethany Connolly
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Mark Allendorf
Vitalie Stavila
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Jonathan Snider
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Joao Marreiros
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Patrick Doheny
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Omar Yaghi
Bing Zhang
Cafer Yavuz
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Thien Nguyen
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Felix Zamora
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Carmen Montoro
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Hong-Cai Zhou
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Kirchon Angelo
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David Fairen-Jimenez

Résumé

Porosity and surface area analysis play a prominent role in modern materials science, where 123 their determination spans the fields of natural sciences, engineering, geology and medical 124 research. At the heart of this sits the Brunauer-Emmett-Teller (BET) theory,[1] which has been 125 a remarkably successful contribution to the field of materials science. The BET method was 126 developed in the 1930s and is now the most widely used metric for the estimation of surface 127 areas of porous materials.[2] Since the BET method was first developed, there has been an 128 explosion in the field of nanoporous materials with the discovery of synthetic zeolites,[3] 129 nanostructured silicas,[4–6] metal-organic frameworks (MOFs),[7] and others. Despite its 130 widespread use, the manual calculation of BET surface areas causes a significant spread in 131 reported areas, resulting in reproducibility problems in both academia and industry. To probe 132 this, we have brought together 60 labs with strong track records in the study of nanoporous 133 materials. We provided eighteen adsorption isotherms and asked these researchers to 134 calculate the corresponding BET areas, resulting in a wide range of values for each one. We 135 show here that the reproducibility of BET area determination from identical isotherms is a 136 largely ignored issue, raising critical concerns over the reliability of reported BET areas in 137 the literature. To solve this major issue, we have developed a new computational approach 138 to accurately and systematically determine the BET area of nanoporous materials. Our 139 software, called BET Surface Identification (BETSI), expands on the well-known Rouquerol 140 criteria and makes, for the first time, an unambiguous BET area assignment possible.

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Matériaux
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Dates et versions

hal-03453291 , version 1 (28-11-2021)

Identifiants

Citer

Johannes Osterrieth, James Rampersad, David Madden, Nakul Rampal, Luka Skoric, et al.. How Reproducible Are Surface Areas Calculated from the BET Equation?. 2021. ⟨hal-03453291⟩
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