活性炭孔径分布分形表征与其电化学性能关系的研究
文献综述
一、活性炭的结构和性质
1. 活性炭的结构
活性炭的结构主要包括晶格结构、孔隙结构和化学结构，其中孔隙结构对活性炭的吸附性能起着主导作用，化学结构对催化性能起着重要的作用。
活性炭的孔隙结构对吸附性能起着决定性作用。IUPAC把吸附剂的孔分为3类：孔径大于50nm的大孔，处于2～50nm之间的中孔和小于2nm的微孔，其中微孔又可分为超微孔（孔径0.7～2nm）和极微孔（孔径lt;0.7nm）。被吸附物质的分子大小只有与孔结构相匹配才能被吸附，因此孔径的分布决定着吸附剂吸附分子的量，此种吸附机制是选择吸附剂的依据。即使吸附剂与被吸附物质之间有很多不同的结合点，那些不能进入微孔的吸附质分子也无法被吸附。当分子大于孔径，分子无法进入到活性炭的孔内，只有当孔径大于分子直径时，分子才能被吸附，因此孔径分布和孔容积都是制造活性炭时要考虑的重要性能。活性炭的微孔结构及其吸附作用如图所示：
选择活性炭时，要考虑吸附质分子的直径及向细微孔内扩散等因素。当分子尺寸大于微细孔直径时，分子无法进入到孔内，吸附质无法被吸附；当分子尺寸约等于细微孔直径，吸附剂的捕捉能力非常强，适合吸附质浓度极低时的吸附；当分子尺寸小于微细孔直径时，此时微细孔内发生毛细凝聚，吸附容量大；当分子尺寸远远小于细微孔直径时，微细孔内难以发生毛细凝聚，虽然吸附容量大，但脱附速度快，吸附捕捉能力差。活性炭材料的孔结构及孔径分布可以通过原料的选择、活化介质、温度、时间等反应条件的调整进行控制。微孔型的活性炭主要适用于对分子量小的物质（分子量低于300）吸附，中孔和大孔含量高的活性炭而适用于分离吸附大分子物质、催化剂载体和双层电容器电极材料等。
2.活性炭的表面化学性质
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