Structural Properties of Porous Carbon Material Formation Activated with Potassium Hydroxide

Abstract

Робота присвячена дослідженню впливу хімічної та термічної активації на структуру вуглецевих матеріалів. Методами низькотемпературної порометрії та малокутової рентгенівської спектроскопії визначені основні параметри питомої поверхні, а саме загальна площа поверхні, сумарний об’єм та середній радіус пор. Встановлено, що вуглецевий матеріал карбонізований при 300 ºС та оброблений гідроксидом калію у масовому співвідношенні 1:4 демонструє найбільшу площу поверхні 1608 м2/г та характеризується високо розвиненою мікропористою поверхнею. Зростання температури карбонізації до 400 ºС зумовлює деяке зменшення площі поверхні, пов’язане із збільшенням об’єму пор порівняно зі зміною їх площі поверхні при чотирикратному вмісті KOH. Причиною є збільшення кількості мікропор радіусами 8-10 Å та незначне число мезопор радіусом ~ 25 Å. Найбільше значення питомої площі (1255 м2/г) досягається при співвідношенні KOH/вуглець – 1:3.

The paper is devoted to the study of the influence of chemical and thermal activation on the structure of carbon materials. The main parameters of the specific surface area, namely the overall area of the surface, the total volume and the mean radius of pores are determined by the methods of low-temperature porosimetry and small-angle X-ray spectroscopy. It is established that the carbon material carbonized at 300 ºС and treated with potassium hydroxide at the mass ratio of 1:4 demonstrates the largest surface area of 1608 m2/g and is characterized by a highly developed microporous surface. The increase of the carbonization temperature up to 400 °C causes a slight reduction of the surface area which is associated with an increase in pore volume compared with a change in their surface area at the fourfold content of KOH. The reason is a rise in the number of micropores with radii of 8-10 Å and an insignificant number of mesopores with a radius of ~25 Å. The greatest value of the specific area (1255 m2/g) is achieved at KOH/carbon ratio of 1:3.