核磁共振方法用于描述微孔碳的孔隙结构和储特性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 物理化学 物理化学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 微孔活性炭是储存的有希望的材料.
• 了解与孔隙结构的相互作用对于优化存储容量至关重要.
• 聚乙乙 (PEEK) 衍生碳通过受控的燃烧提供可调节的特性.

研究的目的:

• 为了研究PEEK衍生活性炭的储物特性.
• 通过使用高压NMR来关联孔隙结构,燃烧和吸收.
• 为了确定微孔内的结能.

主要方法:

• 高压 (1) H 核磁共振光谱与在位 H(2) 负载高达 10 MPa.
• 在室温 (290K) 和100K的NMR异温测量,使用冷机.
• 分析 (1) H NMR 峰值转移,以区分气态和吸附的 H. (2) 和探针孔状特征.

主要成果:

• 两个截然不同的 (1) H NMR峰值表明有气体的H (2) 在粒际毛孔中和吸附的H (2) 在微孔中.
• 微孔峰化学转移的演变与压力与燃烧和孔隙结构相关.
• 孔径 < 1.2 nm 显示没有压力依赖性;最大的贡献孔径大小为 ~ 2.4 nm.
• 在59%的燃烧时观察到最高的H2吸收.
• 确定了两个结合能量:约5kJ/mol和7-9kJ/mol.

结论:

• 燃烧显著影响PEEK衍生活性炭的孔隙结构和储存行为.
• 核磁共振是一种强大的工具,用于描述微孔材料中的相互作用.
• 优化的燃烧水平是最大限度地提高的吸收和理解有效储存应用的结合机制的关键.