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通过使用静态法气体吸附仪AutosorbiQ对活性炭纤维原料和LTOP处理过的活性炭纤维进行77K氮气吸附脱附等温线测试。
用于评估样品的结构特性(比表面积和孔隙以及孔隙体积)。利用等温线数据计算BET多点比表面积;利用HK法计算样品的孔径分布;利用密度泛函理论DFT计算密度;利用T方法计算微孔面积、外表面积以及微孔体积。
77K氮气吸脱附等温线见图1。根据最新的IUPAC分类，碳纤维等温线可以归类为Ⅰ类等温线。在低压区(P/P00.1)，随着相对压力的增加，吸附量迅速上升，几乎呈现垂直，这是典型的微孔填充的表现。另外在相对压力范围0.4-0.99区域出现了一个狭窄的迟滞环，意味着活性碳纤维中存在少量的介孔。
在相对压力接近1的部分，并未观察到吸附量急剧上升的趋势，说明材料中没有大孔或者堆积孔。对比原样活性碳纤维和LTOP改性后的活性炭纤维，前后的等温线在形状和趋势上并未呈现出明显的改变，这揭示了表面改性并未对材料的物理结构产生显著改变。因为等温线的形状是材料吸附时固有的属性。计算出的面积和孔体积结果见如下表1。
表1:等温线计算出的活性碳纤维的比表面积和孔体积
图2：HK法得到的活性碳纤维的孔径分布
结果表明，该方法具有一定的特异性。除了ACFL8-60和ACFL11-15外，随着处理时间或有效输出电压的增加，等离子体处理后活性炭纤维的比表面积和孔体积略有减小。有效产出的综合效应电压和改性时间对孔结构影响不大，这可以用刻蚀和官能团嫁接效应来解释。