DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5. Experimentelle Ergebnisse und Diskussion
Gesamt- bzw. Mikroporenvolumen
GPV bzw. MiPV [cm 3 /g]
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
PV [cm 3 /g]
0.5
1.8
0.9
0.0
0 1 2 3 4 5 6
KOH-Anteil [wt.]
MiPV QSDFT
MePV QSDFT
1
0.0
0 1000 2000 3000 4000
2
3
3
4
4
6
6
5
5
GPV Gurvich
MiPV V-t, DeBoer
GPV QSDFT
MiPV QSDFT
BET-Oberfläche S BET
[m 2 /g]
Abbildung 5.54: Abhängigkeit des Gesamt- und Mikroporenvolumens von der BET-Oberfläche
für den mit Kaliumhydroxid aktivierten Petrolkoks; Bezifferung: Massenanteil des
Kaliumhydroxids; Einschub: Abhängigkeit des Mikro- und Mesoporenvolumens nach der
QSDFT von dem verwendeten Massenanteil des Kaliumhydroxids
In Abbildung 5.54 ist das Gesamt- und Mikroporenvolumen nach Gurvich, der V-t-Methode
und dem QSDFT-Modell in Abhängigkeit der BET-Oberfläche für alle sieben Aktivkohlenstoffe
aufgetragen. Die Zahlen neben den Datenpunkten stehen dabei für den Massenanteil des
Kaliumhydroxids. Das Gesamtporenvolumen nach Gurvich oder der QSDFT zeigt ein exponentielles
Verhalten mit dem Kaliumhydroxid-Anteil, das für fünf Gewichtsanteile mit einem
Wert von 1.62 cm 3 /g (QSDFT) am höchsten ausfällt, was bereits aus den Isothermen ersichtlich
ist. Allerdings lassen sich große Unterschiede zwischen den beiden Auswertungen der V-t-
Methode und der QSDFT für die Werte des Mikroporenvolumens feststellen. Die V-t-Methode
berechnet dabei Werte, die sehr nahe am Wert des Gesamtporenvolumens liegen. Sie lässt
einen im Glauben, dass der Mikroporenanteil zum gesamten Volumen der vorhandenen Poren
sehr hoch ist. Doch wie auch bei der Braunalge Lessonia nigrescens werden hier durch das
Berechnungsmodell dieser Methode und der Formel nach DeBoer fälschlicherweise die
kleinsten Mesoporen mit in das Mikroporenvolumen mit einberechnet. Dabei wird nicht exakt
zwischen den Mikroporen mit einem maximalen Radius von 1 nm und den Mesoporen bis zu
einem maximalen Radius von 25 nm unterschieden. Hingegen lässt die moderne Dichtefunktionaltheorie
bei der Auswertung eine exakte Unterscheidung der beiden Porenklassen zu,
so dass die QSDFT (vgl. Tabelle 5.19) die realen Werte für den Mikro- und Mesoporenanteil
wiedergibt. Die Mikroporen besitzen innerhalb der Versuchsreihe bis zur dritten Aktivierungsstufe
im Vergleich zu den Mesoporen den höheren Prozentanteil, jedoch nimmt dieser bereits
ab der ersten Aktivierungsstufe von 97 % bis zur dritten Stufe auf 67 % ab. Bei den höheren
Aktivierungen dreht sich nun das Verhältnis der beiden Porenklassen um und die Mesoporen
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