DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5.2 Petrolkoks
nehmen stetig einen höheren Anteil in Anspruch. Dies sind 54 % bei der vierten Aktivierungsstufe
und bis zu 71 % bei dem Verhältnis von C : KOH = 1 : 6 [wt.].
KOH
[wt.]
KOH
[mol]
S BET
[m 2 /g]
S QSDFT
[m 2 /g]
GPV Gurvich
[cm 3 /g]
GPV QSDFT
[cm 3 /g]
MiPV V-t, DeBoer
[cm 3 /g]
MiPV QSDFT
[cm 3 /g]
MePV QSDFT
[cm 3 /g]
MiPO V-t, DeBoer
[m 2 /g]
MiPO QSDFT
[m 2 /g]
0.5 0.17 225 287 0.12 0.10 0.09
0.09
(92 %)
0.008
(8 %)
217
285
(99 %)
1 0.21 1272 1530 0.56 0.50 0.51
0.47
(94 %)
0.03
(6 %)
1257
1503
(98 %)
2 0.43 2086 1928 0.89 0.80 0.83
0.71
(89 %)
0.09
(11 %)
2061
1784
(93 %)
3 0.64 2768 2032 1.24 1.13 1.17
0.76
(67 %)
0.37
(33 %)
2733
1471
(72 %)
4 0.86 2918 2185 1.44 1.32 1.32
0.60
(46 %)
0.72
(54 %)
2866
1234
(57 %)
5 1.07 3338 2474 1.75 1.62 1.62
0.57
(35 %)
1.05
(65 %)
3275
1142
(46 %)
6 1.28 2963 2264 1.70 1.54 1.52
0.45
(29 %)
1.09
(71 %)
2890
942
(42 %)
Tabelle 5.19: Gasadsorptionswerte für den mit Kaliumhydroxid aktivierten Petrolkoks
Aufschluss über diese Umverteilung der unterschiedlichen Porenklassen geben auch die
Porenradienverteilungen für die Mikro- und Mesoporen, die in der Abbildung 5.55 aufgetragen
sind. Für die Mikroporenradienverteilung wurde der einzig existierende Kernel für die CO 2 -
Isotherme bei 273 K angewendet, dem die NLDFT für Schlitzporen zugrunde liegt. Bei
Isothermen mit Hystereseverhalten, wie es für die Aktivkohlenstoffe aus der Braunalge der Fall
ist, wird für die Mesoporenradienverteilung der Adsorptionsast für die Auswertung herangezogen,
da sonst in der Verteilung ein Artefakt-Peak durch die Schließung des Desorptionsastes
auf den Adsorptionsastes entsteht. Da allerdings für die Aktivkohlenstoffe aus dem Koks bei
den N 2 -Isothermen kein Hystereseverhalten zu beobachten war, wurde für die Mesoporenradienverteilung
der „equilibrium transition kernel“ der QSDFT für Schlitz- und Zylinderporen
verwendet. Dieser Kernel zieht die Punkte des Desorptionsastes für die Auswertung heran, was
eine Mesoporenradienverteilung exakt bis zu deren maximalen Radius von 25 nm ergibt.
Zunächst zeigt der Mikroporenbereich drei charakteristische Porenklassen mit den Radien von
0.18 nm, 0.25 – 0.29 nm und 0.41 nm. Der Anteil der ganz kleinen Poren unter einem
Durchmesser von 0.4 nm, die unzugänglich für die organischen Elektrolytionen sind, nimmt ab
der Aktivierungsstufe von C : KOH = 1 : 3 [wt.] ab. Zusätzlich verschiebt sich das Maximum von
einem anfänglichen Radius bei 0.25 nm zu einem leicht größeren Radius von 0.29 nm. Die
größten Mikroporen mit einem Radius von 0.41 nm bilden sich ebenfalls erst mit Zunahme des
Aktivierungsgrads aus. Das Mikroporenvolumen, das der Fläche unter den Verteilungen
entspricht, war nach der QSDFT bei der dritten Aktivierungsstufe mit einem Wert von
0.76 cm 3 /g am höchsten. Unterhalb der Mikroporenradienverteilung ist die gesamte Mesoporenradienverteilung
bis zu einem Radius von 25 nm dargestellt und im Einschub ist der
Bereich der kleinsten Mesoporen mit einem Radius von 1 – 3 nm vergrößert abgebildet.
197