DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5. Experimentelle Ergebnisse und Diskussion
Adsorbiertes Volumen V ads
[cm 3 /g]
1600
1200
800
400
S BET
[m 2 /g]
3200
2400
1600
0 100 200
Aktivierungszeit [min]
0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Referenz
15 min
30 min
60 min
90 min
120 min
180 min
alle 900°C,
5 K/min,
2 L/min N 2
Relativdruck p/p 0
Abbildung 5.24: N 2 -Isothermen für die nachträglich mit Kohlenstoffdioxid aktivierten
Kohlenstoffe bei unterschiedlichen Aktivierungszeiten von 15, 30, 60, 90, 120 und 180 min
im Vergleich zum Referenzmaterial aus der Braunalge Lessonia nigrescens; Einschub:
Abhängigkeit der BET-Oberfläche von der Aktivierungszeit
Für das Referenzmaterial und alle Aktivierungszeiten ist die Abhängigkeit des Gesamt- und
Mikroporenvolumens nach Gurvich, der V-t-Methode und der QSDFT in der Abbildung 5.25
dargestellt. Die Nummerierung unterhalb der übereinanderliegenden Datenpunkte gibt dabei
die entsprechende Aktivierungszeit an. Im Einschub der Abbildung ist ergänzend das gebildete
Mikro- und Mesoporenvolumen nach der QSDFT in Abhängigkeit der Aktivierungszeit zu sehen.
Das Gesamtporenvolumen nach Gurvich und der QSDFT nimmt für jeden der Aktivkohlenstoffe
mit Verlängerung der Aktivierungszeit zu. Das heißt, je länger das Material dem Kohlenstoffdioxid
ausgesetzt ist, desto stärker erhöht sich die Oberfläche und die Porosität. Nach den
Gurvich-Werten erreicht eine dreistündige Aktivierung eine Steigerung des Gesamtporenvolumens
um 82 % auf 2.42 cm 3 /g für Poren kleiner einem Radius von 177 nm. Nach dem
Modell der QSDFT wird nur eine Steigerung um 62 % bei gleicher Aktivierungszeit erzielt, mit
einem Wert von 2.01 cm 3 /g. Für das Mikroporenvolumen zeigt die Auswertung mit der V-t-
Methode (DeBoer) ein ansteigendes Mikroporenvolumen um 74 %, allerdings liegen die Werte
deutlich unterhalb denen für das Gesamtporenvolumen. Da die N 2 -Isothermen alle ein
Hystereseverhalten zeigen, entspricht die Differenz von Mikro- zu Gesamtporenvolumen, dem
Volumen für vorhandene Meso- und Makroporen. Jedoch gelten alle Werte des Gesamtporenvolumens
nach dem angewendeten Modell der QSDFT („adsorption branch kernel“) für
Poren kleiner einem Radius von 16 nm. Die Werte nach Gurvich wurden bei dem höchsten
Relativdruck bestimmt, das heißt, in diesem Bestimmungspunkt waren alle vorhandenen Poren
mit Adsorptiv gefüllt und sind damit durch die Berechnung erfasst. Obwohl somit die
Radiusbereiche der beiden Berechnungen sehr weit auseinander liegen, sind die Werte für das
150