在273.15K（0℃）下用CO₂吸附法 分析多孔碳材料的微孔尺寸

孔径分布（PSD）是表征多孔材料的一个关键因素。PSD分析可用于开发特殊应用的新型多孔材料以及现有产品的测试。传统习惯上，多孔固体材料的PSD是通过分析在~77K下测得的氮吸附等温线来评估的。然而众所周知，在这样的低温环境下，氮分子在碳微孔中的扩散非常缓慢。不仅如此，在77K低温下的扩散限制还会影响超微孔（孔径小于0.7nm）中的吸附。对于多孔碳材料而言，通常含有包括超微孔在内的各种孔径，这会导致测量耗时，并可能导致所测吸附等温线不平衡，从而导致分析结果的错误。长期以来，人们认识到通过在0°C下采用CO₂吸附分析可以消除此类问题。在0°C下，CO₂的饱和压力非常高（P₀~26141 torr），因此，微孔分析所需的极低相对压力（P/P₀ = 10^-7~10^-2）测量在中等的绝对压力范围内（1–760torr）即可实现。尽管CO₂和N₂两种气体的分子临界尺寸相似，但在较高的温度和较高的绝对压力下， CO₂分子比在~77K下的N₂更容易进入超微孔。因此，这种测量可以在没有高真空设备和低压传感器（1torr或10torr压力传感器）的情况下进行。在这种条件下测得的CO₂吸附等温线可以用密度泛函理论（DFT）或蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulations）等现代分子模型进行分析，以提供有关碳微孔结构的详细信息。