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贝士德仪器科技（北京）有限公司
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阅读：107发布时间：2022-9-8
纳米石墨上的π电子、电子价态以及表面官能团等作为控制电子特性的要素支配着炭质吸附剂的功能。下图所示为纳米石墨的基本概念[29,30]，由此可看到，存在于纳米石墨边缘的碳原子数与本体碳原子数大致相当，芳烃分子的碳原子几乎都位于端部，而相对无限大石墨层片的边缘碳原子数几乎可以忽略。边缘碳有两种形式：椅型和锯齿型(Armchair and Zig-zag Edge)。纳米石墨中边缘碳的电子状态依赖于其所在边缘的形状和尺寸，且与芳烃分子和大的石墨层片中的电子状态截然不同，这可能将导致一些新奇的物性被发现。同时可以看出，微孔炭其纳米石墨微晶的基本组成造就了绝大多数碳原子位于表面，由此微孔炭又被称为表面性固体。 目前所采用的有关孔隙模型的理论计算，一般都忽略了以下诸因素[31]：(1)微晶炭层片的多种缺陷性；(2)微晶石墨尺寸有限性所造成的边缘碳效应；(3)杂原予以及极性官能团对吸附的影响。但实际上吸附过程是在以上诸因素以及孔隙共同作用下的宏观效果，因此对炭质吸附剂的边缘效应进行讨论就显得尤为必要。炭质吸附剂由于其本身具有非极性的特性，在吸附过程中吸附质分子与吸附剂以及吸附质分子之间的相互作用以如前所述的van der Waals力中的色散力为主，但由于边缘碳的不饱和性以及未成对电子的存在，将影响吸附行为尤其是对极性分子或可极化分子的吸附[14，32]。边缘碳的存在，常被作为化学吸附(如O_2的化学吸附)的活性位，同时由于O_2的化学活性也非常强，即使在很低的温度下(如在-13 ℃)[33]，在洁净的炭表面也会发生O_2的化学吸附，故而边缘碳原子常与O原子结合而成为含氧表面官能团，最终以此形式影响宏观吸附行为。
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