DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

5.4 Acetylenkoks
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]
1 0.21 1045 1075 0.50 0.42 0.43
0.38
(90 %)
0.04
(10 %)
1033
1029
(96 %)
2 0.43 1773 1576 0.81 0.71 0.74
0.58
(82 %)
0.13
(18 %)
1755
1374
(87 %)
3 0.64 2142 1652 1.04 0.92 0.93
0.61
(66 %)
0.31
(34 %)
2107
1231
(75 %)
4 0.86 2323 1855 1.24 1.09 1.05
0.56
(51 %)
0.53
(49 %)
2265
1206
(65 %)
5 1.07 2380 1937 1.33 1.11 1.09
0.60
(54 %)
0.51
(46 %)
2324
1300
(67 %)
Tabelle 5.31: Gasadsorptionswerte für den mit Kaliumhydroxid aktivierten Acetylenkoks
Die Porenradienverteilungen für den unterschiedlich aktivierten Acetylenkoks geben genauere
Einblicke in die Porosität der Aktivkohlenstoffe. Abbildung 5.97 zeigt die Mikroporenradienverteilungen
aus der für jedes Material aufgenommenen CO 2 -Isotherme bei 273 K, ermittelt
durch die NLDFT für Schlitzporen, und die Mesoporenradienverteilungen aus der jeweils
aufgenommenen N 2 -Isotherme bei 77 K ausgewertet mit dem QSDFT – „equilibrium transition
kernel“ für Schlitz- und Zylinderporen. Der Einschub der Mesoporenradienverteilung zeigt
vergrößert den Bereich der kleinsten Mesoporen mit einem Radius zwischen 1 – 3 nm. Die
Mikroporenradienverteilungen zeigen im Bereich eines Porenradius bis 0.7 nm für alle fünf
Kohlenstoffe exakt drei charakteristische Peaks bei 0.18 nm, 0.26 nm und 0.41 nm. Die am
schwächsten aktivierte Probe besitzt den geringsten Anteil der zugänglichen Mikroporen mit
einem Durchmesser von 0.52 nm und 0.82 nm, sowie auch der kleinsten Mesoporen mit einem
Durchmesser von 2.2 nm. Dagegen scheint der Aktivkohlenstoff, der mit einem vierfachen
Gewichtsanteil des Kaliumhyroxids im Vergleich zum Acetylenkoks aktiviert wurde, bei beiden
Verteilungen den höchsten Anteil der Mikro- und Mesoporen zu besitzen. Denn für die
Mikroporen sind alle drei Porenklassen mit den Radien 0.18 nm, 0.26 nm und 0.41 nm durch
die höchsten Peaks vertreten und auch bei der Mesoporenradienverteilung bis zu einem
Radius der Poren von 3.0 nm, ist dies der Fall. Allerdings sollte man sich hier nicht auf die
optische Darstellung der Verteilungen verlassen, da hier ein NLDFT-Plot mit einem QSDFT-Plot
von unterschiedlichen Adsorbentien verglichen wird. Beispielsweise liegt das Mikroporenvolumen
aus der CO 2 -Isotherme bis zu einem Porenradius von 0.74 nm bei einem Wert von
0.43 cm 3 /g, wobei der Wert aus der N 2 -Isotherme bis zu dem gleichen Radius bei 0.50 cm 3 /g
liegt. Die QSDFT-Auswertung kalkuliert somit einen um 16 % höher liegenden Wert. Für die
exakte Bestimmung der Volumenwerte für die Mikro- und Mesoporen sollten trotzdem die
Werte der QSDFT aus der N 2 -Isotherme herangezogen werden, denn die Berechnung deckt
den gesamten Mikro- und Mesoporenbereich (r P ≤ 25 nm) ab. Diese Auswertung zeigt (vgl.
Tabelle 5.31), dass das Gesamtporenvolumen für die vierte und fünfte Aktivierungsstufe
nahezu identisch ist mit Werten von 1.09 cm 3 /g und 1.11 cm 3 /g. Das heißt, dass die NLDFT
beim Messgas des Kohlenstoffioxids optisch mehr Volumen für die Mikroporen darstellt, was
aber die QSDFT beim Messgas Stickstoff im Vergleich zu den anderen Materialien relativiert.
Im vergrößerten Mesoporenbereich ist auch sehr gut die kontinuierliche Zunahme und
Verbreiterung des Peaks mit zunehmender Aktivierungsstufe zu erkennen, wobei sich die mit
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