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活性炭AX21孔結(jié)構(gòu)的評價方法

活性炭AX21孔結(jié)構(gòu)的評價方法
麥奇克/Microtrac  2021-10-08  |  閱讀:1236

α圖法(SPE法:扣除孔的影響)可以計算不同材料的各自比表面積和微孔孔容。α s圖是將吸附等溫線上(相對壓力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[相對壓力p/ p0(橫坐標(biāo)),,每個相對壓力點的吸附量V,p/p0=0.4對應(yīng)的V0.4,,轉(zhuǎn)化為無量綱值(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是無量綱的,,沒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測試堿性活性炭(AX21)在超低相對壓力(P/ P0=1E-9)下開始的吸附等溫線([email protected] K),。這個等溫線為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曲線疊加圖,來比較其表面性質(zhì)的差異,。由于AX21與CB二者的α s曲線相似,,可認(rèn)為AX21的表面性質(zhì)與CB接近。

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圖1 活性碳AX21的吸附等溫線([email protected]) 

圖2 活性炭AX21,,CB,,GCB的 αs曲線比較

圖 3 左側(cè)的圖是使用 CB(紅色)和 GCB(藍色)作為標(biāo)準(zhǔn) α s 曲線的AX21 的 α s-圖。每個 α-圖 有兩個峰(微孔填充),,從原點看到的個峰,,存在極微孔(孔徑<0.7 nm)時,出現(xiàn)填充彎折(F swing),,存在超微孔(0.7 nm <孔徑<2 nm)時第二個峰出現(xiàn)凝聚彎折(C swing),。直線①和③是連接原點和兩峰之間峰谷的最低點的兩條線。將直線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曲線得到的比表面積(1860 m2 g-1),而是用CB 作為參考 αs 曲線計算的接近于 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,。通過這種方式,α圖能夠計算表面積和微孔容積,,能通過參考αs曲線的軌跡評估材料的表面性質(zhì),。

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圖3  活性炭AX21的α s 曲線(參考α s曲線:CB,GCB(左圖),,參考α s曲線:CB(右圖))

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表1 活性炭AX21的比表面積,,孔結(jié)構(gòu)計算


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該樣品AX21的微孔的計算在第16篇(HK法研究活性炭AX21的微孔結(jié)構(gòu))中給出。


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