ізотерм IV типу вважається, що в області низьких відносних тисків відбувається заповнення мономолекулярного шару адсорбируемого речовини на стінках пор. Однак, у нашому випадку, область низьких тисків має різкий підйом, характерний для мікропор. Далі, при збільшенні відносного тиску відбувається зростання поліслоев (область капілярної конденсації) і пори практично повністю заповнюються адсорбатом. Таким чином, адсорбція для подібного типу ізотерм складається з адсорбції в мікропорах і капілярної конденсації в мезопорах.
Також на малюнку 3.6 представлена ??ізотерма адсорбції азоту, отримана на НПУ - 3 з SiC, характерна для мікропористих адсорбентів. Така ізотерма характеризується великою крутизною в області відносних тисків < 0.05-0.07. При подальшому збільшенні тиску ізотерма стає, практично, паралельні осі абсцис, тобто адсорбція припиняється, що обумовлено об'ємним заповненням пір в геометрично обмеженому просторі. Вважається, що з таких ізотерм можна визначити тільки обсяг мікропор.
Отримані значення питомої поверхні по методу БЕТ виявилися дуже близькі між собою (Таблиця 3.2). Але варто пам'ятати, що при аналізі ізотерм адсорбції за методом БЕТ питома поверхня для мікропористих матеріалів носить чисто формальний характер, так як заповнення мікропор не відповідає прийнятій в теорії БЕТ моделі полімолекулярної адсорбції. Тому питому поверхню по БЕТ можна використовувати для формального порівняння матеріалів між собою [12-13].
Для визначення параметрів пористої структури був обраний сучасний метод DFT (Density Functional Theory - Функціональна теорія щільності), заснований на термодинамічній підході і спочатку розроблений для вуглецевих матеріалів.
У таблиці 3.2 представлені параметри пористої структури, а на малюнку 3.7 наведені криві розподілу пор за розмірами, розраховані за методом DFT для обох зразків.
Аналіз кривих розподілу пор за розмірами показує, що зразки НПУ з B 4 C мають мікро-мезопористий структуру, зразки НПУ з SiC характеризуються наявністю в основному мікропор.
Також варто відзначити, що НПУ з В 4 С має сумарний об'єм пор майже в 2 рази більше ніж НПУ з SiC, що пов'язано з різною крісталлохимічеськой природою вихідного карбіду.
Питома ємність НПУ - 7 виявилася значно більше, ніж у НПУ - 3 (таблиця 3.2), хоча значення питомої поверхні зразків дуже близькі. Також з аналізу розподілу пор за розмірами було отримано, що НПУ - 3 має мікропористої структури, а НПУ - 7 - мікро-мезопористий. Звідси можна припустити, що ємність НПУ - 7 пов'язана з великим обсягом мезопор, в той час як мікропори залишилися недоступні.
У літературі немає виразно відповіді на питання про розподіл пор за розмірами. Спочатку, дослідження вуглецевих матеріалів для суперконденсаторів було спрямовано на те, щоб збільшити обсяг пір і питому поверхню. Подальші дослідження показали, що навіть найбільш розвинені пористі структури не давали найбільшу ємність.
Деякі вчені вважають, що мікропори недоступні для сольватованих іонів, особливо у випадку з органічними електролітами. І був зроблений висновок, що найбільш відповідні розподіл пір є від 2 до 50 нм (більше ніж розмір двох сольватованих іонів). Хоча згідно деяких публікацій, в процесі заряду / розряду конденсатора відбувається часткова десольватация іонів, що...
