狭缝状微孔中水扩散的孔径依赖性及特征

本文利用非相干弹性和准弹性中子散射技术，研究了微孔活性炭纤维 (ACF) 内部水动力学的温度依赖性。旨在评估孔径增大对这些主要疏水的狭缝状通道中水动力学的影响。使用两种不同的微孔尺寸（约 12 和 18 {\AA}，分别记为 ACF-10 和 ACF-20），观察到随着孔隙间隙或温度降低，水分子的迁移率受到明显抑制。这种抑制伴随着受限水的平均平动扩散系数 Dr 和弛豫时间 <{\tau}_0> 对孔径和温度的系统性依赖。将观测到的 Dr 值与提出的标度律进行检验，发现纳米多孔基质内水的平动扩散系数 Dr 仅取决于两个单一参数：与结合在孔壁上的水相关的与温度无关的平动扩散系数 Dc，以及该严格受限水与孔内总水的比率 {\theta}，从而为所研究温度范围内这些碳通道中的水输运提供了独特的特征参数。