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，對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)進行準(zhǔn)確的表征非常困難。為了測定 活性炭等多孔性物質(zhì)的比表面積及孔徑分布，人們曾研究多種方法，但每一種方法都有其局限性，很難對所有孔徑進行準(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，壓汞法主要用來測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， 分子吸附法用來測定微孔，如利用在77K下的氮氣吸附。測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)。

    從氮氣的吸附等溫線求比表面積和孔徑分布。在中孔范圍的解析方面，以開爾文(Kelvin)方程為基礎(chǔ)的BJH法和DH法是有效的。但在微孔范圍中，孔徑大致為氮氣分子的幾倍，處于不能簡單地使用開爾文方程式范圍。在微孔范圍的孔隙填充可以用基于Polanyi勢能理論的Dubinin方程來表達。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可以推測細(xì)孔直徑，還可以進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于其總吸附等溫線，亦即吸附等溫線是活性炭內(nèi)部存在孔隙吸附的總效應(yīng)或累加。