前言
炭分(fēn)子篩（Carbon molecular sieve，CMS）是20世紀60 年代發展起來的新型炭質吸附劑，主要由1nm 以下(xià)呈狹縫狀的微孔和少量大(dà)孔組成，孔徑分(fēn)布較窄，一(yī)般在0.3~1.0 nm 之間。炭分(fēn)子篩廣泛應用于
吸附分(fēn)離(lí)和淨化領域，主要作爲變壓吸附空分(fēn)制氮的吸附劑[1]。炭分(fēn)子篩的性能很大(dà)程度上受孔徑分(fēn)布（Poresize distribution，PSD）的影響。如何準确地确定炭分(fēn)子篩的孔徑分(fēn)布，特别是确定微孔的孔徑分(fēn)布（＜2nm）是衆多研究者所關注的課題。在衆多的測定方法中(zhōng)，氣體(tǐ)吸附法因其直接、簡單易行的特點成爲廣泛的孔結構表征手段[2]。吸附質的選擇是表征炭分(fēn)子篩孔徑分(fēn)布的關鍵。目前常用的吸附質是N2 和CO2[3]。N2 吸附的優點是其可達到的相對壓力範圍大(dà)（10- 8~1），這就使得N2 可以在整個孔隙率範圍内吸附，從而可以測試到全範圍的孔尺寸分(fēn)布。當然，N2 吸附也有其缺點，那就是由于77 K 低溫下(xià)N2 分(fēn)子動能低，使得N2分(fēn)子擴散到窄的微孔内（孔徑小(xiǎo)于0.7 nm）所需的時間很長，吸附平衡數據難以準确測定。CO2 作爲吸附質用來表征炭質材料也有很多報道[4- 5]。CO2 吸附表征的優勢在于：（1） 由于其測定溫度一(yī)般爲273 K或室溫，分(fēn)子動能較大(dà)，克服了氣體(tǐ)在微孔中(zhōng)的擴散阻力；（2） CO2 的飽和蒸汽壓大(dà)于N2 （ 273 K）下(xià)，CO2的飽和蒸汽壓爲3.394 7 MPa[6]，所以相同的相對壓力範圍内，CO2 吸附表征的壓力比N2 高得多，因此CO2 吸附可降低對高真空的要求。測定吸附平衡數據後，可以利用理論模型來确定炭分(fēn)子篩的PSD。比較成熟的理論模型有HK 模型[7]、D- R 方程[8]以及密度泛函理論（DFT）和巨正則系綜蒙特卡洛模拟（GCMC）等方法[9- 10]。其中(zhōng)HK 模型和D- R 方程有一(yī)定的理論基礎，計算方便，因而得到了較廣泛的應用。本文采用容積法測定了CO2 在兩種炭分(fēn)子篩上的吸附平衡數據，通過HK 模型和D- R 方程計算其孔徑分(fēn)布，并進行了對比分(fēn)析.
