活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的表征

    由于活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的微觀性以及復(fù)雜性，對(duì)活性炭孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的表征非常困難。為了測(cè)定 活性炭等多孔性物質(zhì)的比表面積及孔徑分布，人們?cè)芯慷喾N方法，但每一種方法都有其局限性，很難對(duì)所有孔徑進(jìn)行準(zhǔn)確表征。這里介紹壓汞法、分子吸附法和密度函數(shù)理論等目前公認(rèn)適合活性炭孔隙結(jié)構(gòu)表征的方法。

    1，壓汞法主要用來(lái)測(cè)定大孔和中孔范圍的孔徑結(jié)構(gòu)，該方法利用液態(tài)汞在200MPa高壓下壓入孔體系，所填充的溶積是壓力的函數(shù)，蒸汽凝聚的壓力與孔隙的半徑密切相關(guān)。

    2， 分子吸附法用來(lái)測(cè)定微孔，如利用在77K下的氮?dú)馕健y(cè)定吸附等溫線的方法有重量法和容量法，這些方法都利用了吸附凝聚的密度與其液相密度相一致的假設(shè)。

    從氮?dú)獾奈降葴鼐€求比表面積和孔徑分布。在中孔范圍的解析方面，以開(kāi)爾文(Kelvin)方程為基礎(chǔ)的BJH法和DH法是有效的。但在微孔范圍中，孔徑大致為氮?dú)夥肿拥膸妆叮幱诓荒芎?jiǎn)單地使用開(kāi)爾文方程式范圍。在微孔范圍的孔隙填充可以用基于Polanyi勢(shì)能理論的Dubinin方程來(lái)表達(dá)。從Dubinin方程解析可以獲得吸附模式、細(xì)孔體積以及吸附熱等有關(guān)信息。依據(jù)特征吸附能E0可以推測(cè)細(xì)孔直徑，還可以進(jìn)一步算出微孔范圍的孔徑分布。

    活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)可由其孔徑分布表征，所存在的每一種孔隙按照其所占總表面積或孔容的比例貢獻(xiàn)于其總吸附等溫線，亦即吸附等溫線是活性炭?jī)?nèi)部存在孔隙吸附的總效應(yīng)或累加。