材料孔结构表征
多孔材料的表征及其分析
多孔材料孔结构的表征分析摘要:多孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点，而多孔材料的研究离不开结构表征分析。
多孔材料的表征常用X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察法等。
重点介绍了这些表征方法对多孔材料的孔道有序性、孔形态、比表面积和孔体积及孔径等的表征分析应用，最后简单介绍了孔结构表征的新方法。
关键词: 多孔材料应用特性孔结构表征分析法1.引言近年来多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
不仅发展非常迅速,种类也很多,如多孔聚合物、多孔陶瓷、泡沫塑料、多孔金属材料等。
这些材料具有一些共同的特点:密度小, 孔隙率高, 比表面积大。
由于它们所具有的特殊结构及性能, 使得它们备受关注。
多孔材料在很多领域都得到了应用, 如过滤器、流体分离装置、多孔电极、催化剂载体、火焰捕集器、建筑用隔音材料、水下潜艇消音器、宇航结构层压面板、汽车缓冲挡板等, 遍及化工、电化学、建筑、军工及航天等领域。
由于使用目的不同，对材料的性能要求各异，需要不同的制备技术，因此，制备出的多孔材料种类很多，形态也很多，如多孔陶瓷的形态可以为粒状、圆柱状、孔管状以及蜂窝状等。
2.多孔材料的一般特性相对连续介质材料而言。
多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。
具体来说，多孔材料一般有如下特性:2．1机械性能的改变应用多孔材料能提高强度和刚度等机械性能。
同时降低密度，这样应用在航天、航空业就有一定的优势，据测算。
如果将现在的飞机改用多孔材料，在同等性能条件下．飞机重量减小到原来的一半。
应用多孔材料另一机械性能的改变是冲击韧性的提高，应用于汽车工业能有效降低交通事故对乘客的创造伤害。
2．2选择渗透性由于目前人们已经能制造出规则孔型而且排列规律的多孔材料，并且，孔的尺寸和方向已经可以控制。
利用这种性能可以制成分子筛，比如高效气体分离膜、可重复使用的特殊过滤装置等。
2．3选择吸附性由于每种气体或液体分子的直径不同。
多孔陶瓷材料的制备与表征研究
多孔陶瓷材料的制备与表征研究一、引子：多孔陶瓷材料是具有许多孔隙结构的特殊材料，广泛应用于过滤、吸附、催化等领域。
本文旨在探讨多孔陶瓷材料的制备方法和表征技术。
二、制备方法：1. 泡沫陶瓷材料泡沫陶瓷材料是一种具有高度结构有序和孔隙连通的多孔材料，制备方法多样。
一种常见的方法是以聚合物泡沫为模板，采用浇注、喷涂等方法制备泡沫预体，然后经过热解和烧结得到陶瓷材料。
2. 模板法模板法是一种常见的多孔陶瓷制备方法，通过采用不同孔隙大小的模板，可以制备出不同孔径的陶瓷材料。
常用的模板包括聚苯乙烯微球、树脂珠等，将模板与陶瓷原料混合，烧结后，通过溶解或者燃烧去除模板，从而得到多孔陶瓷材料。
3. 发泡法发泡法是一种常用的制备多孔陶瓷材料的方法，通过在陶瓷浆料中加入气泡剂，使其在烧结过程中发生气泡膨胀，形成孔隙结构。
发泡法制备的多孔陶瓷材料孔隙布局均匀，孔径可调。
4. 真空浸渍法真空浸渍法是一种制备高度有序多孔陶瓷材料的方法。
首先制备出二氧化硅或其他陶瓷材料的溶胶，然后将其浸渍到特殊的介孔硅胶膜上，经过多次浸渍和热解处理，最终得到孔径可调的多孔陶瓷材料。
三、表征技术：1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM可以观察到材料的表面形貌和孔隙结构。
通过SEM图像可以评估多孔陶瓷材料的孔径分布、孔隙连通性等，并可以对制备方法进行优化改进。
2. 氮气吸附-脱附法（BET）BET技术可以用来测定纳米孔隙的孔径和比表面积。
通过测定材料在吸附和脱附过程中氮气的吸附量，可以计算出材料的比表面积和孔隙体积。
3. 压汞法压汞法是一种测量材料孔隙结构及孔隙分布的方法。
利用孔隙的连通性，通过施加不同的压力，测定压汞的饱和和释放曲线，从而得到材料的孔隙直径和孔隙分布。
4. X射线衍射法（XRD）XRD可以通过分析材料的衍射谱来确定多孔陶瓷材料的结晶相、晶粒尺寸等信息。
结合其他表征技术，可以评估材料的热稳定性和晶格缺陷等特性。
结语：多孔陶瓷材料的制备和表征是一个复杂而重要的领域。
微介孔材料的孔结构分析表征
微介孔材料的孔结构分析表征贾双珠;吴林媛;陈炷霖;李长安【摘要】孔材料的研究是当今热点问题之一,而关于孔的结构特性如比表面积、孔容、孔尺寸及分布等相关参数的确定,对于一些研究者可能存在着认知盲区.以实验室自制的孔材料为例,应用Nova 1000e型比表面积测试仪进行相关测试,并采用不同方法获得材料的孔结构参数.试验结果表明,非定域密度泛函理论(NLDFT)和骤冷固体密度泛函理论(QSDFT)可获取较为全面的材料孔结构参数,分析过程简便快捷.【期刊名称】《分析测试技术与仪器》【年(卷),期】2019(025)003【总页数】7页(P141-147)【关键词】孔结构;非定域密度泛函理论;骤冷固体密度泛函理论【作者】贾双珠;吴林媛;陈炷霖;李长安【作者单位】黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀 558000;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550003;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀 558000【正文语种】中文【中图分类】O655.4多孔碳材料作为一类常用的吸附剂，可广泛应用于水净化[1-3]、空气净化[4-5]、药物传输[6]等领域. 很多研究者致力于改性碳材料，以期提高材料的比表面积、优化孔结构特性，从而在科学研究以及实际生产中得以更广泛的应用. 目前对于分析材料的孔结构，研究者们依然青睐于采用BET理论计算材料的比表面积、BJH法研究孔径分布状况. 然而BET理论计算比表面积有其特定的限制条件,有序介孔材料[7-8]常常选择BJH法研究其孔径分布状况，而对于无序的多级孔材料(如碳材料)并不适宜采用此法来研究. 因此，对于多级孔材料的分析，如何选择一种准确高效的计算方法成为一个广泛关注的问题.在众多孔结构分析理论中，近年来新兴的非定域密度泛函理论(NLDFT)和骤冷固体密度泛函理论(QSDFT)举足轻重. NLDFT法可在分子水平上描述受限于孔内的吸附质非均匀流体的行为，将吸附质气体的分子性质与其在不同尺寸孔内的吸附性能关联起来. 因此，NLDFT法可精确提供材料的孔大小、比表面积和孔容而广泛用于研究微介孔吸附剂的孔结构. 相较之下，QSDFT法则是一个定量分析表面各向异性影响的实用方法，它在研究几何以及化学无序的微介孔碳材料上具备更大的优势，其将材料表面的粗糙考虑在内使得低压下微孔区的填充更接近于理论计算，因此该理论值较切合实际. Brunauer S等[9-11]曾以合成氨催化剂为吸附剂，N2和Ar 以及CO2为吸附质，通过低温范德华吸附等温线计算材料的比表面积. Ravikovitch P I [12]用77 K的N2和Ar以及273 K的CO2在标准温度下作为吸附质，引入NLDFT分析微孔材料活性炭以及碳纤维的孔径分布. 对于活性炭材料吸附CO2的研究，则在34 atm下进行，分别采用NLDFT和巨正则系综蒙特卡罗方法两种模型计算孔径分布，结果一致，且相比于传统的DR、HK和BJH法实用性更好，采用QSDFT[13]精准分析无定形微孔硅材料的孔结构特性. Smarsly B [14]通过小角中子散射和NLDFT测定微介孔硅的孔尺寸，两种结果高度一致. Grosse-Hering B [15]等用QSDFT方法分析微孔碳以及介孔碳气溶胶的孔大小，与实验室自制的浸入式二氯甲烷量热计测得的结果一致. Yang K [16]等用于研究页岩气的孔径分布. Ustinov E A[17]用NLDFT研究了Ar在石墨化以及非石墨化炭黑上的吸附行为；Kwiatkowski M [18]则分别用NLDFT和QSDFT研究不同活性炭的孔径分布状况.本文采用Nova 1000e测试实验室制备的几种碳材料的孔结构参数，分别利用BET、NLDFT和QSDFT等方法计算材料的比表面积、孔径分布及孔容等参数，并通过详细的数据分析，给出了多碳材料在孔结构分析方向的一些建议和参考方法.1 试验部分1.1 仪器与原料Nova 1000e 型比表面积测试仪(美国康塔公司，美国)，JF型电子天平(金姚市金诺天平仪器有限公司，中国)，高纯氮气(99.999%，贵州国瑞气体技术有限公司，中国)，实验室制备的不同样品.1.2 试验过程1.2.1 样品预处理及脱气条件的确定为保护真空泵，样品在脱气前，应尽可能使其充分干燥，除去表面的自由水及可能存在的某些有机物. 确保样品在脱气温度下结构不会被破坏的前提下，尽可能高温(仪器最高限定温度300 ℃)、长时间脱气，避免由于样品脱气不完全造成的结果错误. 除了参照相关文献外，可采用如下简便易行的方法进行平行检测：称取相同质量的某样品，以比表面积为考察参量，选择高比表面积对应下的脱气温度以及脱气时间.1.2.2 样品测试采用差量法称量样品：将已干燥、校正的样品管置于分析天平中称量、记为m0. 称量纸上称取一定质量的样品m1，通过长颈漏斗加入样品管，用洗耳球轻轻将漏斗内壁上的残余样品吹入样品管内，称量样品管和样品的总质量记为m2. 样品管放到仪器脱气站上按照既定条件脱气，脱气结束后待样品管冷却至室温，从脱气站上取下称量、记为m. m-m0即为脱气后样品质量. 打开分析软件，输入相关参数后进行样品孔结构参数的分析，结束后通过分析软件选取相应模型，确定材料的比表面积、总孔容、孔大小及分布等参数.备注：所有质量读数均应至少平行称量三次取平均值计算而得，称量应精确到万分位，m<m2.若吸附质为N2，称量样品质量参考值见如表1所列[19].表1 称样质量参照表Table 1 Mass of samples比表面积/(m2/g)质量/g>1 0000.05～0.0810～1 0000.1～0.5<1>1或者>51.3 结果与讨论1.3.1 比表面积在选用BET理论计算时，相对压力P/P0的值应尽可能选在0.05～0.30(或0.35)范围内，若相对压力小于0.05，多层物理吸附平衡模型不易建立，甚至单分子层物理吸附尚未完全形成. BET虽然将吸附模型扩展为多分子层吸附，然而其依然存在着一定的局限性，即假设吸附表面都是均匀的，且同一吸附层相邻分子间不存在相互作用力等，这些均不符合实际情况，因此造成了理论计算与试验结果的不一致. 尽管如此，BET理论依然是迄今为止应用范围最广的一个吸附理论[19].(1)为了使结果更接近实际值，在进行BET计算时应尽可能保证所选压力点在理论范围内，且测试之前应在吸附分支低相对压力范围内多加相对压力测试点，表2～5中的测试数据所用点均为31+24.表2 A样品压力-吸附量参数表Table 2 Relative pressure-volume parameters of sample A序号相对压力吸附量/cm3序号相对压力吸附量/cm310.006 10518.261 0090.130 36327.045 5820.027 91121.721 79100.150 46027.801 7830.047 31523.208 62110.170 73628.531 9940.058 88223.938 58120.20014429.578 2750.070 10624.519 80130.229 98430.507 7360.079 26324.984 21140.250 12931.264 8870.090 52825.478 68150.270 33131.922 5380.101 66325.948 57160.290 47732.621 92表3 A样品BET法计算选点参数表Table 3 Chosen plot parameters based on BET of sample A序号相关系数C值比表面积/(m2/g)序号相关系数C值比表面积/(m2/g)4-80.999 999195.211106.0514-140.999 894406.939103.4454-90.999 997204.822105.7584-150.999 846610.795102.7644-100.999 998210.103105.6164-160.999 7861343.805102.0644-110.999995219.888105.3868-120.999 978339.588104.3344-120.999982243.288104.94812-160.999 898-74.09997.6184-130.999912319.377104.039对于A样品(介孔材料)，从相对压力点0.05开始向下(相对压力增加的方向)选5点计算比表面积，所得曲线线性相关系数r值最大，表面积值最可靠. 逐渐向高压方向增加选点数目，r值减小，可信度降低. 将可选点范围分为三段，每段取5点(4-8，8-12，12-16)，与上述结果一致. 表明对所测材料选点应尽可能在低压段，结果更可靠.而对于B样品(微介孔材料)，若按上述方式选点计算所得C值为负，则应按如下方法操作：去掉吸附线上点所加的M标签，选择相对压力点小于0.3的数据添加S 后，查看table子菜单下的单点BET，以最大比表面积点对应的相对压力值为起点向低压区选点加M标签后可得比表面积值.表4 B样品参数表Table 4 Parameters of sample B序号P/P0V@STP/(cm3/g)1/[W((P/Po)-1)]斜率S/(m2/g)19.300 00×10-346.319 01.6216×10-117.436 1199.730 421.612 60×10-248.012 72.731 4×10-116.937 7205.607 532.577 40×10-249.558 34.271 3×10-116.572 0210.144 943.64570×10-250.772 35.962 6×10-116.355 1212.931 954.751 20×10-251.751 77.712 0×10-116.231 8214.549 465.847 80×10-252.587 19.450 016.160 0215.502 776.937 20×10-253.299 51.119 016.130 6215.894 988.01120×10-253.930 91.292 016.127 9215.931 399.056 80×10-254.533 91.461 116.132 9215.863 7109.984 40×10-255.011 21.613 316.157 8215.532 2表5 B样品BET法计算选点参数表Table 5 Chosen plot parameters based on BET of sample B序号相关系数C值比表面积/(m2/g)8-60.999 9972391.616217.0108-50.999 9931 395.156217.8308-40.999 9931101.825218.3838-30.999 994982.726218.7208-20.999996966.736218.7758-10.999 9961 028.468218.5646-100.999 989-25831.264215.650依据表5中数据，选择8-2这7个点时对应的C值以及S值小范围内位于拐点处，且第2个点对应的相对压力值为0.016 1260，符合文献[19]提出的微介孔材料的选点范围，因此B样品的比表面积为218.775 m2/g.1.3.2 孔尺寸及分布孔尺寸即文献中常出现的平均孔径，指的是孔径分布图中的最可几孔径，常用于代表在最高点处或附近小范围内分布的孔较多. 不可与分析软件中给出的“平均孔径”混淆，后者是在孔为圆柱状的前提下，采用计算公式(4倍的圆柱体积/表面积)计算而得，并无实际意义.在选择BJH法分析介孔材料的孔径分布时，应注意该方法的限定条件：BJH模型假设材料的孔为圆柱状，且用吸附和脱附分支所得的孔分布状况不尽相同. 对于具有H3型回滞环的等温线(如图1所示)，当吸附和脱附曲线在相对压力点0.42处闭合(如图1所示)且以77.35 K的氮气为吸附质时，脱附分支所得孔径分布在4 nm左右出现一个窄而尖的假峰，从而给研究提供错误指导. 此外，对于有序介孔材料，孔径小于5 nm时，BJH法的计算结果比真实孔道的大小低约20%[20]. 图1 假峰示意图Fig. 1 Schematic diagram of false peak因此，对于微介孔材料建议使用DFT法. 采用Nova 1000e分析软件中的DFT方法分析C样品的孔径分布状况，结果如表6所列，图2所示.表6 C样品DFT分析参数表Table 6 DFT analysis parameters of sample C序号孔类型计算模型孔容/(cm3/g)比表面积/(m2/g)拟合误差孔宽/nm1圆柱QSDFT吸附分支0.218305.8910.1531.6672圆柱QSDFT平衡模型0.215362.1120.6954.8423圆柱/球QSDFT吸附分支0.207283.9230.8871.6674圆柱NLDFT平衡模型0.218283.7780.3125.35裂隙NLDFT平衡模型0.208192.5560.7583.7946裂隙QSDFT平衡模型0.212225.1410.7793.3857裂隙/圆柱NLDFT平衡模型0.216229.1790.3175.3008裂隙/圆柱QSDFT吸附分支0.216240.6570.1551.0969裂隙/圆柱QSDFT平衡模型0.212271.8440.7234.84210裂隙/圆柱/球QSDFT吸附分支0.205228.6470.8871.096图2 C样品10种DFT分析模型、BJH孔径分布曲线以及吸附-脱附等温线Fig. 2 Pore size distribution curves of ten analysis mode and BJH mode for the sample C, and the adsorption-desorption isotherms表6列出了C样品的孔结构类型分别依据圆柱孔、球状孔以及裂隙孔等通过不同的计算方法给出材料的孔结构信息. 比表面积值虽有所差异，然而孔容值较接近. 在进行模型选择的过程中，不仅要结合样品的结构特性，还要参照分析结果以及孔径分布图、拟合误差等信息综合考量，从而选择合理的计算模型，给出较真实的结果. 由图2可见，对于C样品，其吸附-脱附分支的相对压力交叉点在0.40，故可采用BJH法分析孔径分布且通过该曲线，样品在3.789 nm处出现了一个单峰，表明孔径分布均一. 因此可在DFT10种分析模型中选出第2种和第9种. 再次通过比较两模型的拟合误差，认为C样品的孔径分布曲线可依据第2种模型即QSDFT 平衡模型计算而得，而该法计算而得样品孔径较BJH法小约21.75%，此结论与文献中结果一致[20].1.3.3 孔容及孔比率总孔容，即最高相对压力点对应的吸附量与0.001 547的乘积，一般可以通过分析软件直接给出结果. 关于微孔孔容，可以由HK、SF法给出，然而最简便、准确、快捷的方法可如下操作：测试之前在吸附分支上相对压力点0.175处加V标签，测试结束后，在吸附段上选取相对压力点距离0.175最近的两个点，采用内插法(或外插法)计算0.175处的吸附量，该值与0.001547的乘积即为微孔所占的孔容值，微孔孔容与总孔容之比即为材料的微孔比率. 经计算，D样品中微孔所占比率为13.83%(如图3所示)，可视为介孔材料(微孔比率低于45%).图3 D样品吸附-脱附等温线Fig. 3 Adsorption-desorption isotherms of sample D3 结论选择Nova 1000e进行微介孔材料相关孔结构的分析，方法快速、高效. 在各参数如比表面积、孔尺寸及分布、孔容等计算方法的选择上，虽然可选模型很多，但均有其限制条件，所以要慎重. 通过对几种样品孔结构的测试、分析，针对微介孔材料，其比表面积的计算可经过选点利用BET理论计算而得，样品孔径分布及孔尺寸则可选用QSDFT的平衡模型获得，孔容及各级孔比率则可通过吸附-脱附等温线计算得出.参考文献:【相关文献】[1] Zhuang X, Wan Y, Feng C, et al. 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孔材料比表面与孔结构表征
344.4811 m?g 340.2511 m?g 469.4068 m?g 141.0897 m?g 199.1614 m?g
116.970 m?g
90.0825 m?g
Pore Volume
Single point adsorption total pore volume of pores less than 673.740 ?radius at P/Po = 0.985558180:
Adsorption average pore width (4V/A by BET):
36.6589
Desorption average pore width (4V/A by BET):
36.4750
BJH Adsorption average pore radius (2V/A):
37.033
BJH Desorption cumulative volume of pores between 8.500 ?and 1500.000 ?radius:
0.311831 cm?g 0.310266 cm?g 0.065320 cm?g 0.216591 cm?g 0.190212 cm?g
Pore Size
高压段可粗略地看出粒子堆积 程度，如І型中若最后上扬，则 粒子不均匀。平常得到的总孔 容通常是取相对压力为0.99左 右时氮气吸附量的冷凝值
孔材料比表面与孔结构的 表征
◆滞 后 环
※滞后环的产生原因 由于毛细管凝聚作用使N2 分子在低于常压下 冷凝填充了介孔孔道，由于开始发生毛细凝 聚时是在孔壁上的环状吸附膜液面上进行， 而脱附是从孔口的球形弯月液面开始，从而 吸脱附等温线不相重合，往往形成一个滞后 环。
H4也是狭缝孔，区别于粒子堆集，是一些类 孔材料比表似面由与层孔状结结构构的产生的孔如活性炭
热孔计法表征水泥基材料孔结构
热孔计法表征水泥基材料孔结构蒋正武1，邓子龙1，张楠2(1. 同济大学，先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092；2. 中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300)摘要：根据提出的热孔计法表征水泥基材料孔结构方法及其热力学计算模型，研究了测试过程密封性、样品质量、升降温速率等因素对热孔计法测试水泥基材料试验结果的重现性、分辨率或精确性的影响，并比较了热孔计法与氮吸附法两种测试结果的异同。
结果表明：当所取样品质量在30mg 以上，测试速率控制为1℃/min时，热孔计法降温阶段的测试结果可用于表征水泥基材料孔结构，且与氮吸附测试结果相近。
确定了热孔计法测定水泥基材料孔结构的基本测试参数。
关键词：热孔计法；孔结构；水泥基材料；试验参数；标准方法中图分类号：TU528.2 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)08–1081–07网络出版时间：2012–07–30 13:23:34 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20120730.1323.201208.1081_001.html Pore Structure Characterization of Cement-Based Material by TheormoporometryJIANG Zhengwu1，DENG Zilong1，ZHANG Nan2(1. Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China;2. China State Construction Engrg. Corp, Ltd. Technical Center, Beijing 101300, China)Abstract: The effects of factors (i.e., sample mass, heating and cooling rates) on the recurrence, resolution or accuracy of theor-moporometry (TPM) experimental results were investigated via the proposed theoretical calculation model and TPM method for the characterization of pore structure of cement-based material. The results obtained by TPM were compared to the results tested by ni-trogen adsorption method (NAD). It was indicated that the results by TPM during cooling period could be used to characterize the pore structure of cement-based materials when the sample quality was >30mg and the cooling testing rate was 1/min℃, which were similar to the results by NAD. The basic parameters of TPM were also determined.Key words: thermoporometry; pore structure; cement-base material; experiment parameters; standard method混凝土结构的各种劣化过程如冻融[1]、碳化[2–3]、渗透[4]、钢筋锈蚀[5–6]等化学和物理过程，均涉及2个主要的影响因素：水及其混凝土中孔或裂缝，其中孔及其它的结构特征是影响混凝土耐久性的主要因素之一[7–8]。
硬碳孔结构形貌表征_解释说明以及概述
硬碳孔结构形貌表征解释说明以及概述1. 引言1.1 概述硬碳材料作为一种重要的功能性材料，在能源领域、环境治理和催化等众多应用中扮演着重要角色。
硬碳的孔结构形貌是其性能和应用的关键因素之一。
因此，对硬碳孔结构形貌的深入研究与表征具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先概述硬碳材料及其孔结构形貌在科学研究和工业应用中的重要性。
然后，将详细解释说明硬碳孔结构形貌表征的相关方法，包括确定孔隙度、孔径分布以及采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测定（BET）和X射线衍射（XRD）等技术进行分析。
最后，对硬碳孔结构形貌表征方法进行总结并展望其未来发展方向。
1.3 目的本文旨在系统地介绍硬碳孔结构形貌的解释说明以及相关表征方法，并强调其在材料科学领域中的重要性。
通过本文，读者可以了解不同类型硬碳孔结构形貌表征方法的原理、优势和应用范围，为进一步开展硬碳材料研究提供指导和参考。
同时，本文还探讨了硬碳孔结构形貌研究的意义，并展望了未来在该领域可能取得的突破和发展方向。
2. 硬碳孔结构形貌表征的解释说明2.1 硬碳材料概述硬碳是一种具有高度有序排列碳原子的材料，其结晶程度较高，具有优异的物理和化学性质。
硬碳可以通过炭化有机材料或者高温石墨化处理获得。
在材料学领域，硬碳常用于制备电池电极材料、催化剂载体以及吸附剂等。
2.2 孔结构形貌的重要性硬碳中包含丰富的孔隙系统，这些孔隙对于其特殊的性能具有重要影响。
孔结构形貌表征是研究和评估硬碳性能的关键环节。
不同尺寸和分布的孔隙会影响硬碳材料的比表面积、孔容量、传质能力以及催化活性等重要参数。
因此，准确地描述和控制硬碳孔结构形貌对于材料设计和应用具有重要意义。
2.3 表征方法介绍为了解析和描述硬碳中复杂的孔结构形貌，科学家们开发了多种表征方法。
常用的硬碳孔结构形貌表征方法包括孔隙度的测定、孔径分布与孔隙度之间的关系研究、扫描电子显微镜（SEM）图像分析以及BET比表面积和BJH孔径分布曲线测定等。
表征多孔介质徽观孔隙结构特征的参数
表征多孔介质徽观孔隙结构特征的参数
表征多孔介质微观孔隙结构特征的参数主要有以下几种：
1. 孔隙率：指多孔材料中孔隙体积与总体积之比，通常采用质量或体积比来表示。
孔隙率越高，材料的通气性、吸水性和吸附性能越好。
2. 比表面积：指单位体积多孔材料的表面积。
比表面积越大，材料的吸附能力和反应活性越强。
3. 孔径：指孔隙的平均直径。
孔径大小直接影响材料的物理化学性能，如吸附、过滤、传热等。
4. 孔隙特征：描述孔隙的形状、大小、分布等特征。
5. 孔隙连通性：指多孔介质中孔隙是否具有相互连通的特性，通常采用孔隙网络分析或流体渗流实验等方法确定。
6. 渗透率：指介质对流体渗透的难易程度，通常采用渗透率系数表示。
微介孔材料的孔结构分析表征
ｓｕｃｈ ａｓ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａꎬ ｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅꎬ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅꎬ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎꎬ ｉｓ ｐｒｏｂａｂｌｙꎬ ｓｔｉｌｌ ａｎ ａｍｂｉｇｏｕｓ ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｆｏｒ
ｓｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ. Ｔｈｅ Ｎｏｖａ １０００ｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎａｌｙｚｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｓｏｍｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ
限公司ꎬ中国) ꎬ高纯氮气( ９９.９９９％ꎬ贵州国瑞气体
技术有限公司ꎬ中国) ꎬ实验室制备的不同样品.
１.２ 试验过程
( ｑｎｓｙ２０１８０１３) ꎬ贵州省黔南州科技计划项目( 一流学科建设专项) ( 黔南科合(２０１８)０８ 号) 资助
作者简介:贾双珠(１９８２－) ꎬ女ꎬ硕士ꎬ讲师ꎬ主要从事介孔碳材料的研究ꎬＥ－ｍａｉｌ: ｓｈｕａｎｇｚｈｕ００７０＠ １６３.ｃｏｍ.
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ｏｕｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｏｎｌｏｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ( ＮＬＤＦＴ) ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｓｏｌｉｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ( ＱＳＤＦＴ) ｃａｎ ｂｅ
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第 ２５ 卷
分析测试技术与仪器
此法来研究. 因此ꎬ对于多级孔材料的分析ꎬ如何选
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材料孔结构表征
材料孔结构表征是多孔材料比表面和孔径分布分析的不可或缺的手段，得到了广泛应用。
气体物理吸附分析技术不仅应用于催化领域（热催化，电催化和光催化），而且在新能源材料、环境科学、气体分离和存储等诸多领域具有广泛应用。
静态气体吸附分析是一个分析过程，而不是一个测量过程。
首先要根据样品性质选择正确的预处理和分析条件，以获得准确的实验数据。
其次，针对材料孔结构的计算必须考虑材料的固有性质，如表面极性、孔型（圆柱孔、狭缝孔、球状孔等）甚至孔与孔之间的连接方式等。
正确地计算材料的孔分布不仅要求实验的准确性，更要求对样品性质有清晰地认识，方可选择正确的计算方法和模型，进而获得有意义的结果。