GCMC法表征狹縫形微孔碳纖維的孔結構

2022-12-16

第21篇應用文章描述了用圓柱形孔作為案例，GCMC相比于NLDFT法能正確的評估孔徑大小和孔體積。此文運用GCMC方法對狹縫孔活性炭纖維（ACFs）進行孔結構評價，并根據結果對孔形模型進行驗證。

圖1（線性）和圖2（單對數）顯示了利用BELSORP MAX在超低相對壓力(p/ p₀=1E-8) 下開始測量ACF (KURACTIVE FT-07)樣品的N₂@77.4 K 等溫線（前處理：300°C, 12h）的結果。從圖1看出，這種吸附等溫線被歸類Ia型，存在微孔，且觀察到在中間段相對壓力區間吸附量沒有增加，可以斷定沒有中孔。

圖2顯示了理想吸附等溫線（模擬結果），該等溫線采用測量的吸附等溫線用狹縫型孔和基于碳的N₂ @77. 4K的GCMC核文件計算，得到圖3的孔徑分布。

活性炭纖維在纖維表面通常有狹縫型孔，測量的等溫線和理想的吸附等溫線在圖2中彼此很好地重合，這一事實表明圖3中的孔分布可信度很高。從這些結果中可以推斷出如圖4顯示存在于 ACF 纖維表面的細孔形狀，因為 Makoto 活性炭具有容納1~2個 N₂分子（0.4 至 0.7 nm）的極端（ultra）微孔，和容納2~5個分子（ 0.7 至 2 nm）的超微孔（super），孔容分別為 0.23cc/g （86%）和 0.04 cc/g （14%）（表1）。如上所述，通過GCMC方法，可以更精確地計算多孔碳的孔結構。