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Experimental and theoretical calculations insight into acetone adsorption by porous carbon at different pressures: Effects of pore structure and oxygen groups

丙酮 吸附 氧气 多孔性 化学 碳纤维 化学工程 分解 比表面积 无机化学 材料科学 有机化学 复合材料 催化作用 复合数 工程类
作者
Xiancheng Ma,Tingting Qi,Ruofei Chen,Rongkui Su,Zheng Zeng,Liqing Li,Shaobin Wang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:646: 67-77 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.04.156
摘要

The influence of different pore size and oxygen groups for porous carbons on acetone adsorption at different pressure was studied by using experimental data and theoretical calculation, and the results were applied to prepare carbon-based adsorbents with superior adsorption capacity. First, we successfully prepared five types of porous carbons with different gradient pore structure but similar oxygen contents (4.9 ± 0.25 at.%). We found that the acetone uptake at different pressure depends on the different pore sizes. Besides, we demonstrate how to accurately decompose the acetone adsorption isotherm into multiple sub-isotherms based on different pore sizes. Based on the isotherm decomposition method, the acetone adsorption at 18 kPa is mainly in the form of pore-filling adsorption in the pore size range of 0.6–2.0 nm. When the pore size is greater than 2 nm, the acetone uptake mainly depends on the surface area. Second, porous carbons with different oxygen content, similar surface area and pore structure were prepared to study the influence of oxygen groups on acetone adsorption. The results show that the acetone adsorption capacity is determined by the pore structure at relatively high pressure, and the oxygen groups only slightly increase the adsorption capacity. However, the oxygen groups can provide more active sites, thereby enhancing acetone adsorption at low pressure.
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