2.1.1 孔结构特性

普通炭材料对丙酮的吸附主要是由吸附剂与丙酮分子间弱的范德华力和静电作用力引起的，因而比表面积、孔体积和孔径特性是影响吸附的重要因素^[13]。该吸附作用的优势在于吸附活化能较低，吸附剂易再生。Mao^[14-15]等以松木与麦秆为原料，采用微波加热、KOH活化制备活性生物炭，研究其对丙酮的吸附。由于松木基活性炭具有更大的比表面积和微孔体积，与丙酮之间的范德华力和静电作用力更大，其对丙酮的吸附容量更高。Yu^[16-17]等以蔗糖为炭源，采用与Mao等相似的制备方法，得到更高比表面积的多孔活性炭球，D-R模型计算其吸附能为10.58 kJ/mol，表明丙酮吸附主要以弱的物理过程作用在孔隙中。然而，由于普通活性炭与丙酮的作用力较弱，当浓度（气体分压）较低时，吸附效果常常表现不佳。

随着人们对炭材料结构、吸附性能优化及作用机理进行的深入研究可知：当多孔材料的孔径<1 nm时，如图2(a)所示，吸附剂与丙酮之间的范德华力和静电作用力更强，尤其对低浓度气体的去除作用更为显著^[18]。刘伟等^[19]研究发现丙酮的饱和吸附容量与活性炭的比表面积及总孔容成正相关，孔径在1.67~2.22 nm间的微孔孔容与丙酮吸附量的相关性更为契合。然而杨全俊等^[20]在研究孔结构对丙酮吸附性能的影响时却发现，吸附容量与比表面积和孔体积均不存在同比相关性，而孔径为0.4~0.5 nm范围的孔体积与丙酮饱和吸附容量却保持着比较好的线性关系，此孔径下的超微孔孔道对丙酮的吸附作用更为显著。