活化条件对活性炭纳米管的比表面积的影响:为了考察活化对石墨纳米管的影响,实验是在活化温度保持为900℃,活化时间为60min,而采用不同碱活性炭比的条件下进行,所采用的石墨纳米管是在2500℃下处理的样品。所获活化石墨纳米管的比表面积和孔容的结果可以看到:通过高温处理后,纳米管的比表面积从24.5m2柏提高到40.9m2/g,微孔结构变化不大,非微孔结构则有较为显著的增加,这可能是由两个原因造成:其一,包覆在活性炭纳米管内的铁催化剂颗粒通过高温处理被除去,从而导致质量减小;其二,铁颗粒被除去后,可能导致部分纳米管形成开口结构而释放了一定的内表面。从表中还可以看出:随KOH/GNTs比值的增大,比表面积和孔容都是先增大后减小,在KOH/GNTs=7 < 1 时,分别达到最大值61. 2m2/g 和0. 227mL/g)说明碱活性炭比有一最佳比,其值约为7<1,这和活性炭纳米管的活化规律相似;碱用量进一步增大后,微孔所占比重下降,这说明过量的碱用量将导致部分微孔结构被进一步刻蚀而形成非微孔结构。KOH 活化石墨纳米管的效果和活化活性炭纳米管的效果进行比较可以看到,石墨纳米管的活化效果远远不如活性炭纳米管的活化效果,在最佳活化条件下所得活性炭纳米管的比表面积和孔容分别达到360.1m2/g 和0.791mL/g,要远远大于活化石墨纳米管的值,这是由于纳米管经过高温处理后,管壁结构变得规整,需要更高的活化能d能与活化剂进行反应。
不同碱用量下活化所得活性炭纳米管的等温吸附曲线可以看到,未活化样品和活化样品的等温吸附曲线形状基本相似,这说明它们具有相似的孔结构,也意味着通过活化并没有严重破坏石墨纳米管的结构。从图中还可以看出,在低压段的氮吸附量,各个样品相差不多,说明它们的微孔结构含量相差不大,增大碱用量并不能像活化活性炭纳米管那样能有效地提高石墨纳米管的微孔结构含量,这是因为石墨化良好的管壁较难被刻蚀;在高压段的氮吸附曲线可以看出,各个样品的吸附量则出现差异,随碱用量的增大而逐渐增大,说明活化使中孔结构得到增加,这是由于纳米管的头部被刻蚀掉,便内孔结构得到释放;当KOH/C NTS享5:l后,等温吸附曲线则又基本重合,说明再增大碱用量也不会有太好的活化效果。和活性炭纳米管相比,石墨纳米管的氮吸附量要大一些,特别是在高压段,可能的原因是,石墨化处理能将包覆在纳米管头部的催化剂颗粒除去,并使活性炭纳米管的结构发生一定的变化所致。