活性炭AX21孔结构的评价方法

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DKSH No. 14 活性炭 AX21孔结构的评价方法 a图法(SPE法： 【忽略】扣除孔的影响)可以计算不同材料的各自比表面积和微孔孔容。αs图是将吸附等温线上(相对压力p/po(横坐标)和吸附量V(纵坐标))转化αs， 并为以α.s为横坐标，吸附量V为纵坐标轴作图，其基于α.s标准曲线[相对压力p/p0(横坐标)，每个相对压力点的吸附量V， p/p0=0.4对应的V0.4，转化为无量纲值(V/V0.4)即o.s(纵坐标))]。从α图上分析的结果(表面积和孔容)与t图法相同。由于αs是无量纲的，没有下限值的条件限制，可以得出极低压力下的详细信息(微孔情况)，而t-图法需要考虑吸附层的厚度t(nm)。 图1是用 BELSORP MAX测试碱性活性炭(AX21)在超低相对压力(P/P0=1E-9)下开始的吸附等温线(N2@77.4K)。这个等温线为I-b型，预示着存在微孔。图2是AX21，活性炭(CB：#51)和石墨化碳黑 (GCB： LGC2102)的αs曲线叠加图，来比较其表面性质的差异。由于 AX21 与 CB二者的 αs曲线相似，可认为 AX21的表面性质与 CB 接近。 图1活性碳AX21的吸附等温线 (N2@77.4K) 图2活性炭AX21， CB， GCB的 α.s曲线比较 图3左侧的图是使用CB(红色)和GCB(蓝色)作为标准αs曲线的AX21的αs-图。每个α-图有两个峰(微孔填充)，从原点看到的第一个峰，存在【超】极微孔(孔径<0.7nm)时，出现填充弯折(F swing)， 存在超微孔l(0.7nm<孔径<2nm)时第二个峰出现凝聚弯折(C swing)。直线①和③是连接原点和两峰之间峰谷的最低点的两条线。将直线①和③的斜率(图3左)代入到方程1，得到总表面积(微孔和外表面积之和： AsPE)，将切线②(图3右)的斜率代入到方程1，得到外表面积和总孔容积。以上结果以及 BET-图法的计算结果如表1所示。BET比表面积(2648m2 g-1)不是用 GCB 作为参考as曲线得得的比表面积(1860m2 g-1)， 而是用 CB作为参考as曲线计算的接近于 CB 的比表面积(2645m2 g-1)。因此，可以认为 AX21 的表面性质与 CB相近。通过这 种方式，a 图能够计算表面积和微孔容积，能通过参考αs曲线的轨迹评估材料的表面性质。 ① 图3活性炭AX21的as曲线(参考αs曲线： CB， GCB(左图)，参考αs曲线： CB(右图)) Astd：基準上石廿>刀儿D比表面積 Sstd ：基準七石廿>才儿D傾吉 表1活性炭 AX21的比表面积，孔结构计算 Specific surface area /m2g-1 Pore volume/cm3/g-1 AsPE 1860 1.27 GCB External surface area： 2.2 A：SPE 2645 1.28 CB External surface area： 2.1 BET-plot 2684 1.30 p/p0：0.04-0.18) (p/po：0.99) 该样品 AX21 的微孔的计算在第16篇(HK 法研究活性炭 AX21 的微孔结构)中给出。 选择大昌华嘉，就是选择仪器应用专家Think Asia. Think DKSH.www.dksh-instrument.cn 电话： 邮箱： ins.cn@dksh.com α图法（SPE法：扣除孔的影响）可以计算不同材料的各自比表面积和微孔孔容。α s图是将吸附等温线上（相对压力p/p0（横坐标）和吸附量V（纵坐标））转化α s，并为以α s为横坐标，吸附量V为纵坐标轴作图，其基于α s标准曲线[相对压力p/ p0（横坐标），每个相对压力点的吸附量V，p/p0=0.4对应的V0.4，转化为无量纲值（V/V0.4）即 αs（纵坐标））]。从α图上分析的结果（表面积和孔容）与t图法相同。由于α s是无量纲的，没有下限值的条件限制，可以得出极低压力下的详细信息（微孔情况），而t-图法需要考虑吸附层的厚度t(nm)。图1是用BELSORP MAX测试碱性活性炭（AX21）在超低相对压力(P/ P0=1E-9)下开始的吸附等温线（N2@77.4 K）。这个等温线为I-b型，预示着存在微孔。图2是AX21，活性炭（CB：#51）和石墨化碳黑（GCB：LGC2102）的α s曲线叠加图，来比较其表面性质的差异。由于AX21与CB二者的α s曲线相似，可认为AX21的表面性质与CB接近。图1 活性碳AX21的吸附等温线（N2@77.4K） 图2 活性炭AX21，CB，GCB的 αs曲线比较图 3 左侧的图是使用 CB（红色）和 GCB（蓝色）作为标准 α s 曲线的AX21 的 α s-图。每个 α-图 有两个峰（微孔填充），从原点看到的个峰，存在极微孔（孔径<0.7 nm）时，出现填充弯折（F swing），存在超微孔（0.7 nm <孔径<2 nm）时第二个峰出现凝聚弯折（C swing）。直线①和③是连接原点和两峰之间峰谷的最低点的两条线。将直线①和③的斜率（图 3 左）代入到方程 1，得到总表面积（微孔和外表面积之和：ASPE），将切线②（图3右）的斜率代入到方程 1，得到外表面积和总孔容积。以上结果以及BET-图法的计算结果如表 1 所示。BET比表面积（2648 m2 g-1）不是用GCB作为参考αs曲线得到的比表面积（1860 m2 g-1），而是用CB 作为参考 αs 曲线计算的接近于 CB的比表面积（2645 m2 g-1）。因此，可以认为AX21的表面性质与CB相近。通过这种方式，α图能够计算表面积和微孔容积，能通过参考αs曲线的轨迹评估材料的表面性质。图3  活性炭AX21的α s 曲线（参考α s曲线：CB，GCB（左图），参考α s曲线：CB（右图））表1 活性炭AX21的比表面积，孔结构计算该样品AX21的微孔的计算在第16篇(HK法研究活性炭AX21的微孔结构)中给出。