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HK法研究活性炭AX21的微孔結構

大昌華嘉科學儀器部
2022.7.04

HK(Horvath-Kawazoe)法和SF(Saito-Foley)法一樣,是計算孔徑分布尤其微孔分布的一種方法。Horvath-Kawazoe法假定是如下圖所示的 碳狹縫型孔,微孔上吸附的分子接收的平均勢能(Φ)是根據Lennard-Jones勢能(方程 (1))計算得出的。方程(2)表明,吸附分子吸附到微孔中的平均勢能和功 = 功ω(溫度T時,將壓力 P 的吸附分子壓縮到飽和蒸汽壓力 P0 的功 ≈溫度T=Polanyi的吸附勢理論= Polanyi 吸附勢)彼此相等。

由于HK方法基于吸附勢理論,因此不能應用于出現毛細管凝聚現象的相對壓力范圍內,因此必須使用低壓范圍內的數據(相對壓力0.05或更低)來分析孔隙分布。

圖1顯示的是使用 BELSORP MAX測試堿性活性炭 (AX21)在極低相對壓力下(p/p0=1E-9~)的N2@77.4 K下的吸附等溫線 (藍色)。從起始相對壓力p/p0=1E-5 的吸附等溫線(紅色)也顯示出起始壓力對分析結果的影響。這種吸附等溫線類型被歸類為Ib型,顯示了微孔的存在。等溫線的HK圖(圖2) 顯示 AX21微孔(~2nm) 從p/p0=1E-9(藍色)開始為 1. 1 cm3g-1,相對壓力p/p0=1E-5 為 0.84 cm3g-1(紅色)分析,不能代表0.55nm或更小的微孔分布。因此,可以確認,p/p0=1E-9 到1E-5范圍內未測量的相對壓力太小,無法計算,也不能正確地進行孔隙結構的評估。這些結果和第14篇文章的結果都表明,對材料表面和微孔進行評價時,需要高精度的吸附等溫線,且需從極低相對壓力下開始。

AX21樣品 包含第14篇文章中材料的α圖(αs曲線評估孔結構)和 第3篇文章中材料的比表面積(活性炭 (I型) BET 比表面積計算)。

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一款采用容量法測定樣品比表面和孔徑分布的分析儀,該儀器設計緊湊、分析精度高、重復性好、操作簡便。

儀器配備了3個或4個樣品測量通道,每個通道都具有獨立的壓力傳感器,這樣能夠保證樣品測定的時候,高效率的定量進氣和實時測定樣品的飽和蒸氣壓。

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