什么是孔径分布?

孔径分布是指活性炭中不同大小孔隙的比例。活性炭的孔径通常以纳米(nm)或埃(Å)为单位(1 nm = 10 Å)。

活性炭是一种多孔材料,具有极大的表面积和发达的孔隙结构,具有优异的吸附性能。这些孔隙的大小和分布对其吸附性能起着至关重要的作用。

活性炭孔径的分类

这些孔隙通常根据其直径分为三类:

  • 微孔: 孔径小于2纳米的微孔,微孔主要由活性炭的石墨微晶结构形成,对小分子有较强的吸附能力,椰壳活性炭因其微孔丰富而是一种高效的吸附材料。
  • 中孔: 孔径范围为2至50纳米。中孔通常由活性炭颗粒之间的间隙或微孔塌陷形成,对中等大小的分子具有良好的吸附能力。
  • 大孔: 孔径大于50纳米的孔。大孔主要由活性炭颗粒堆积而成,作为吸附质分子进入活性炭内部的通道。

孔径分布对吸附性能的影响

  • 吸附能力: 孔径分布越宽,通常对应活性炭的总孔体积越大,从而具有较高的吸附容量。
  • 吸附率: 大孔和中孔有利于吸附质分子快速扩散到活性炭内部,从而提高吸附率。
  • 吸附选择性: 微孔对特定尺寸的分子表现出选择性吸附能力。

孔径分布测定方法

测定孔径分布的常用方法是 氮吸附该方法依赖于活性炭表面不同压力下氮气的差异吸附。该方法利用吸附等温线和相关模型,例如 BJH 模型 (巴雷特-乔伊纳-哈伦达)和 DFT 模型 (密度泛函理论)计算活性炭的孔径分布。

概括

孔径分布是评价活性炭吸附性能的重要参数,了解孔径分布有助于选择和有效利用活性炭,满足不同的吸附要求。

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