前言
炭分子篩（Carbon molecular sieve，CMS）是20世紀(jì)60 年代發(fā)展起來的新型炭質(zhì)吸附劑，主要由1nm 以下呈狹縫狀的微孔和少量大孔組成，孔徑分布較窄，一般在0.3~1.0 nm 之間。炭分子篩廣泛應(yīng)用于
吸附分離和凈化領(lǐng)域，主要作為變壓吸附空分制氮的吸附劑[1]。炭分子篩的性能很大程度上受孔徑分布（Poresize distribution，PSD）的影響。如何準(zhǔn)確地確定炭分子篩的孔徑分布，特別是確定微孔的孔徑分布（＜2nm）是眾多研究者所關(guān)注的課題。在眾多的測定方法中，氣體吸附法因其直接、簡單易行的特點成為廣泛的孔結(jié)構(gòu)表征手段[2]。吸附質(zhì)的選擇是表征炭分子篩孔徑分布的關(guān)鍵。目前常用的吸附質(zhì)是N2 和CO2[3]。N2 吸附的優(yōu)點是其可達到的相對壓力范圍大（10- 8~1），這就使得N2 可以在整個孔隙率范圍內(nèi)吸附，從而可以測試到全范圍的孔尺寸分布。當(dāng)然，N2 吸附也有其缺點，那就是由于77 K 低溫下N2 分子動能低，使得N2分子擴散到窄的微孔內(nèi)（孔徑小于0.7 nm）所需的時間很長，吸附平衡數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確測定。CO2 作為吸附質(zhì)用來表征炭質(zhì)材料也有很多報道[4- 5]。CO2 吸附表征的優(yōu)勢在于：（1） 由于其測定溫度一般為273 K或室溫，分子動能較大，克服了氣體在微孔中的擴散阻力；（2） CO2 的飽和蒸汽壓大于N2 （ 273 K）下，CO2的飽和蒸汽壓為3.394 7 MPa[6]，所以相同的相對壓力范圍內(nèi)，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(shù)據(jù)后，可以利用理論模型來確定炭分子篩的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擬（GCMC）等方法[9- 10]。其中HK 模型和D- R 方程有一定的理論基礎(chǔ)，計算方便，因而得到了較廣泛的應(yīng)用。本文采用容積法測定了CO2 在兩種炭分子篩上的吸附平衡數(shù)據(jù)，通過HK 模型和D- R 方程計算其孔徑分布，并進行了對比分析.