PVDC多孔碳在气体存储方面的应用

PVDC衍生纳米碳材料是一种经高温炭化制成的微孔碳材料，不同于活性炭材料宽而广的孔径分布，PVDC碳具有均一且狭窄的孔径分布，可以广泛应用于气体存储、气体分离及催化载体等领域。高聚物作为前驱体具有结构可控、成碳率高等优点，使得制得的多孔碳材料具有较高的吸附效率、选择性好、可再生性强等特点。不仅具有优异的分离性能，还具备良好的机械强度与化学稳定性。

（PVDC碳均一狭窄的孔径分布）

PVDC衍生纳米碳材料的孔隙不仅是气体的容器，他们被认为能使特定分子在孔隙内的距离比在气体中更接近，也就是所谓的准凝结现象。自由流动的气体被吸入孔道中，气体与吸附剂之间没有化学反应和结合，在范德华作用力下紧密相邻，表现得好像被压缩一样。因此其气体密度比通常存储压力下的密度要高，有些甚至可以接近液化气体的密度。这种现象使得多孔碳材料在气体存储更有优势。

PVDC多孔碳材料用作天然气储存及除杂

准凝结现象会在某个空隙尺寸时达到最佳效果，研究表明孔道尺寸在大约两个气体分子大小时能实现最大的气体存储量。对于天然气而言，需要把孔径控制在约4-12Å。微孔可以有效地储存甲烷，中孔和大孔可以有助于气体进入或离开微孔。PVDC多孔碳材料也通过一系列后处理反应可以使孔道结构进一步优化。具体来说，通过除碳的气相反应（水蒸气、二氧化碳和氧气）会生成碳氧化物，这些碳氧化物具有挥发性，容易从碳中去除，PVDC多孔碳从而形成一些更助于天然气进入其微孔的结构。

天然气的成分复杂，PVDC多孔碳材料具有疏水性，能避免吸附水、二氧化碳或其他杂质而出现碳材料储存能力下降的情况。成型后块状吸附剂的密度有明显的增大，其储气体积比也有所增加。

PVDC作为碳分子筛用作气体分离

CMS碳分子筛当前最大的工业化应用领域是N₂/O₂的分离。PVDC聚合物材料在碳化步骤中会沿着每个维度按比例收缩，均匀的孔径分布使其能够作为碳分子筛（CMS）发挥作用。作为一种新的碳前驱体，通过不同的制备工艺，有望实现分子直径差异微小的一些重要工业气体的选择性分离，例如CO₂（3.3Å）/N₂（3.64Å）、CO₂（3.3Å）/CH₄（3.8Å）。