美国康塔仪器公司在世界碳科学年度大会的基调报告获好评

2011-8-03 09:56 来源: 美国康塔仪器公司
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  2011年7月24日-29日,世界碳科学年度大会(Carbon 2011)在上海华东理工大学成功举行,800多名中外科学工作者出席会议。7月27日上午,美国康塔仪器公司首席科学家,国际纯粹及应用化学会(IUPAC)物理吸附新项目部的主席Dr. Matthias Thommes在多孔材料分会场做了基调报告(Key note)。其报告题目《用高分辨吸附和迟滞扫描实验结合最新QSDFT方法表征有序球形介孔碳材料》受到各方赞誉。

  该研究致力于可裁剪孔径的三维有序介孔(3Dom)碳材料高级物理吸附表征。这种碳材料可以从赖氨酸-氧化硅纳米粒子形成的三维胶体晶体模板剂中获得。利用这个胶体晶体结合各种一级粒子(如10nm、20nm、40nm),可以制成各种相应孔径的3DOm介孔碳材料。

  为了获得准确和全面的孔径和孔结构信息,进行了系统的吸附研究,包括

  1. 从相对压力(P/P0)10-7到1的高分辨氮吸附(77.4K)和氩吸附(87.3K)实验;

  2. 高分辨吸附/脱附迟滞扫描实验;

  3. 用新兴的QSDFT(Quenched Solid Density Functional theory )方法对球形碳孔的氮吸附和氩吸附进行进行准确的孔径分析。

  QSDFT模型方法已经专门发展用于具有球形孔的碳材料分析。与以裂隙孔和筒形孔为代表的孔径模型相比,QSDFT具有无可比拟的优点,因为裂隙孔或筒形孔不足以代表3DOm类的碳材料。令人感兴趣的是,所测吸/脱附等温线属于IV类等温线H1型迟滞环,这是具有筒形孔或蠕虫状孔的典型图形,虽然已知这种碳材料是主要以气穴为主的球形孔。但是高分辨吸附/脱附迟滞扫描实验清晰地指出蒸发/脱附受到了孔道阻塞/渗流的影响(说明球形孔网结构确实存在)。这一点令人非常感兴趣是因为与这一现象有关的通常是H2型迟滞环(而不是这里出现的H1型)。

  基于球形孔碳材料的氮吸附和氩吸附分析的QSDFT新方法可用于吸附曲线的吸附分支分析,因为它们正确考虑了孔凝聚因亚稳态吸附膜的存在和液桥成核受阻而延迟的。有关孔径分布的结果与电镜和SAXD等孔网形态学分析结果高度一致。

  该研究工作解决了由球形孔组成的有序碳孔径分析的问题,并且强调了孔网结构分析中孔凝聚迟滞环扫描的重要性。这个结果进一步表明,需要对IUPAC(1985)的迟滞环分类进行修正。

  *新的QSDFT方法和迟滞环扫描功能已经内置在Autosorb-iQ V2.0应用软件中。