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活性炭AX21孔結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)方法

時(shí)間：2021-10-9 閱讀：1461

α圖法（SPE法：扣除孔的影響）可以計(jì)算不同材料的各自比表面積和微孔孔容。α s圖是將吸附等溫線(xiàn)上（相對(duì)壓力p/p0（橫坐標(biāo)）和吸附量V（縱坐標(biāo)））轉(zhuǎn)化α s,，并為以α s為橫坐標(biāo),，吸附量V為縱坐標(biāo)軸作圖,，其基于α s標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)[相對(duì)壓力p/ p0（橫坐標(biāo)）,，每個(gè)相對(duì)壓力點(diǎn)的吸附量V,，p/p0=0.4對(duì)應(yīng)的V0.4，轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱值（V/V0.4）即 αs（縱坐標(biāo)））],。從α圖上分析的結(jié)果（表面積和孔容）與t圖法相同,。由于α s是無(wú)量綱的，沒(méi)有下限值的條件限制,，可以得出極低壓力下的詳細(xì)信息（微孔情況）,，而t-圖法需要考慮吸附層的厚度t(nm)。

圖1是用BELSORP MAX測(cè)試堿性活性炭（AX21）在超低相對(duì)壓力(P/ P0=1E-9)下開(kāi)始的吸附等溫線(xiàn)（[email protected] K）,。這個(gè)等溫線(xiàn)為I-b型,，預(yù)示著存在微孔,。圖2是AX21，活性炭（CB：#51）和石墨化碳黑（GCB：LGC2102）的α s曲線(xiàn)疊加圖,，來(lái)比較其表面性質(zhì)的差異,。由于AX21與CB二者的α s曲線(xiàn)相似，可認(rèn)為AX21的表面性質(zhì)與CB接近,。

圖1 活性碳AX21的吸附等溫線(xiàn)（[email protected]）

圖2 活性炭AX21，CB,，GCB的 αs曲線(xiàn)比較

圖 3 左側(cè)的圖是使用 CB（紅色）和 GCB（藍(lán)色）作為標(biāo)準(zhǔn) α s 曲線(xiàn)的AX21 的 α s-圖,。每個(gè) α-圖有兩個(gè)峰（微孔填充），從原點(diǎn)看到的個(gè)峰,，存在極微孔（孔徑<0.7 nm）時(shí),，出現(xiàn)填充彎折（F swing），存在超微孔（0.7 nm <孔徑<2 nm）時(shí)第二個(gè)峰出現(xiàn)凝聚彎折（C swing）,。直線(xiàn)①和③是連接原點(diǎn)和兩峰之間峰谷的最低點(diǎn)的兩條線(xiàn),。將直線(xiàn)①和③的斜率（圖 3 左）代入到方程 1，得到總表面積（微孔和外表面積之和：ASPE）,，將切線(xiàn)②（圖3右）的斜率代入到方程 1,，得到外表面積和總孔容積。以上結(jié)果以及BET-圖法的計(jì)算結(jié)果如表 1 所示,。BET比表面積（2648 m2 g-1）不是用GCB作為參考αs曲線(xiàn)得到的比表面積（1860 m2 g-1）,，而是用CB 作為參考 αs 曲線(xiàn)計(jì)算的接近于 CB的比表面積（2645 m2 g-1）。因此,，可以認(rèn)為AX21的表面性質(zhì)與CB相近,。通過(guò)這種方式，α圖能夠計(jì)算表面積和微孔容積,，能通過(guò)參考αs曲線(xiàn)的軌跡評(píng)估材料的表面性質(zhì),。