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貝士德儀器科技（北京）有限公司
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閱讀：188發布時間：2022-9-8
納米石墨上的π電子、電子價態以及表面官能團等作為控制電子特性的要素支配著炭質吸附劑的功能。下圖所示為納米石墨的基本概念[29,30]，由此可看到，存在于納米石墨邊緣的碳原子數與本體碳原子數大致相當，芳烴分子的碳原子幾乎都位于端部，而相對無限大石墨層片的邊緣碳原子數幾乎可以忽略。邊緣碳有兩種形式：椅型和鋸齒型(Armchair and Zig-zag Edge)。納米石墨中邊緣碳的電子狀態依賴于其所在邊緣的形狀和尺寸，且與芳烴分子和大的石墨層片中的電子狀態截然不同，這可能將導致一些新奇的物性被發現。同時可以看出，微孔炭其納米石墨微晶的基本組成造就了絕大多數碳原子位于表面，由此微孔炭又被稱為表面性固體。 目前所采用的有關孔隙模型的理論計算，一般都忽略了以下諸因素[31]：(1)微晶炭層片的多種缺陷性；(2)微晶石墨尺寸有限性所造成的邊緣碳效應；(3)雜原予以及極性官能團對吸附的影響。但實際上吸附過程是在以上諸因素以及孔隙共同作用下的宏觀效果，因此對炭質吸附劑的邊緣效應進行討論就顯得尤為必要。炭質吸附劑由于其本身具有非極性的特性，在吸附過程中吸附質分子與吸附劑以及吸附質分子之間的相互作用以如前所述的van der Waals力中的色散力為主，但由于邊緣碳的不飽和性以及未成對電子的存在，將影響吸附行為尤其是對極性分子或可極化分子的吸附[14，32]。邊緣碳的存在，常被作為化學吸附(如O_2的化學吸附)的活性位，同時由于O_2的化學活性也非常強，即使在很低的溫度下(如在-13 ℃)[33]，在潔凈的炭表面也會發生O_2的化學吸附，故而邊緣碳原子常與O原子結合而成為含氧表面官能團，最終以此形式影響宏觀吸附行為。
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