活性炭纤维微孔结构分析方法李国希（湖南大学化学化工学院，湖南长沙410082）这三种分析方法获得的活性炭纤维的微孔容量相同，由t图和a图获得的微孔结构参数也具有很好的一致性。DR图法有一定的理论基础，不需要标准吸附等温线，能获得与微孔表面能相关的特征吸附能；图和a图法能得到总表面积、内表面积和外表面积。一般认为a图法比t图法更适合于微孔结构的分析。：活性炭纤维；微孔结构；吸附活性炭纤维（ACF）作为一种新型炭材料，被广泛应用于液相脱色、触媒、气体分离等工业以及水处理、除臭等日常生活方面。ACF的许多应用都是基于其具有高表面积和孔径分布均匀的微孔结构。因此，准确测定ACF的微孔结构及其比表面积对ACF的开发和应用都有重要意义。但是，ACF的微孔径小于2nm，接近于分子数量级，不能采用传统方法如压汞法、毛细管凝缩法测定111.由于非极性气体如氮分子在ACF上吸附时，气体分子受到微孔内相对两个壁面的作用，产生分子势重迭，这种分子与表面之间的强作用力引起在低压时物理吸附量的显著加，所以用BET法测得的表面积偏大121，且BET法不能获得微孔结构方面的信息131.本文以高精度的氮气吸附数据为基础，详细介绍了ACF微孔结构的分析方法：Dubinin-Radushkevich（DR）图和作为比较图法的t图和a图。

　　1实验方法试样为赛璐洛基活性炭纤维（ToyoboKF1500，简记为CEL）和沥青基活性炭纤维（OsakaGasA15，简记为PIT）、及无孔炭黑（Mitsubishi 32）。无孔炭黑用作分析CEL和PIT吸附等温线的标准。氮吸附等温线用重量法在液氮温度77K测定，采用微机控制的自动测量装置，该装置能测量70个200个点的高精度吸附等温线，由微机控制氮气的加入和吸附量的测定。吸附平衡时间为10min~30min.吸附测量前，将试样在383K、10mPa条件下干燥2h以除去吸附的水分。

　　2DR图列若气体吸附在固体表面后成为液体，这时吸附相与气体相之间的自由能变化为：A叫做Polanyi吸附势，R和T分别是气体常数和绝对温度，P和P.分别是气体吸附平衡压力和饱和蒸气压。Polanyi吸附势可以看作是微孔中的吸附层与平坦表面上的吸附层相比所具有的势能，因此，不同孔径的微孔具有不同的Polanyi吸附势191.由于ACF的微孔孔径不是单一的，存在一个孔径分布，假定Polanyi吸附势（或微孔孔径）服从高斯分：10kJ……以广求得微孔孔径L.用DR图分析表1ACF的微孔结构参数和特征吸附能Table 3比较图法31标准吸附等温曲线根据吸附等温线类型只能定性地考察表面微孔结构，但不能进行定量比较和研究，比较图法就可以解决这个问题。比较图法的基本观点是认为象氮气这种非极性气体分子在ACF上的吸附机理相同、都呈现I型吸附等温线，只是吸附量不同，因此可以通过和某个标准试样比较，将研究试样的吸附等温线直线化，通过分析与直线的偏离来获得微孔结构的信息。有t图和as图两种方法。两种方法都需要一条型标准吸附等温曲线，以便能够准确测定单分子容量，还要求标准物质的表面化学组成与研究试样相近47.无孔炭黑和ACF―样，是由碳元素组成的，X射线光电子能谱表明它们的表面都有含氧基团如羧基、羟基等，X线衍射证明其微晶具有石墨结构。是无孔炭黑在温度77K的氮吸附等温线吸附」

　　杨全红，郑经堂，李开喜，等。用密度函数理论和杜比宁方程杨全红，郑经堂，王茂章，等。超大比表面积活性炭纤维对氮的多段吸附机理。材料研究学报，1999，刘振宇，郑经堂，王茂章，等。PAN基ACF的孔结构表征。材料研究学报，1999，13（5）477-482.濑户山德，金子克美。活性炭构造h分子吸着性。材料科学（日文）1995，进藤精一，石川达雄，安部郁夫。吸着0科学（日文）东京：丸善，1991.金子克美。气体0吸着。色材（日文）199467（2）115-123.李国希，刘晓春。活性炭纤维微孔结构的t图法分析。湖南大学学报，1999，26（）金子克美。于孔体h分子吸着。Petrotech（日文）199417（5）396-401.