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比表面积、孔径分布以及内扩散系数是多孔物质重要的表面特性,这些多孔物质的性质表征有助于粉体的应用性能评价;单壁碳纳米管(Single Wall Carbon Nanotube, SWNT)在许多领域具有潜在的应用价值,吸附法表征SWNT的纯度、管径分布与开口率具有重要意义。论文针对现有一般吸附仪存在的若干缺陷,提出吸附装置设计的新思路与优化方案:连续进气法实现高分辨率测量,压差法准确测量压力变化,满足超低压微孔吸附测量要求。本装置采用高精度压差传感器提高测量精度,通过微调泄漏阀控制极小进气量,并且基于间断法与连续法相结合测量。实验以及理论误差分析表明,本设计能够准确测量超低压高分辨率吸附等温线,适用于准确可靠表征微孔结构。接着本文引入密度泛函理论研究SWNT的吸附性能,采用Lennard-Jones模型描述N2分子间以及N2分子与C原子间的相互作用,利用Yu和Wu改进的基本测量理论结合WCA微扰理论构建N2分子吸附的自由能密度泛函。通过密度泛函计算,研究了N2分子与SWNT管壁的相互作用势能,N2分子在SWNT管内吸附的密度分布以及不同管径SWNT的吸附等温线的特征。在以上研究基础上,结合SWNT样品的吸附实验,探索了吸附法表征SWNT的纯度、管径分布与开口率的研究。该研究验证了SWNT吸附法表征的可行性,初步讨论了SWNT样品酸化与高温热处理对其结构的影响以及SWNT纯度、管径分布与开口率的尝试表征,研究中发现密度泛函解析SWNT管径分布存在的随机性问题归结于数据拟合没有唯一解。本工作还采用TAP(temporal analysis of products)技术研究了多孔粉体内扩散系数的测量问题,研究中比较了各种TAP数学模型的差别,测量了无孔粉体床层扩散系数与多孔粉体内扩散系数并且做了测量的灵敏度分析,同时还提出内扩散系数测量需要注意的若干问题,并且发现了床层扩散系数的特殊温度效应以及研磨催化剂颗粒带来的粒径宽分布问题。最后,本研究还对TAP微分积分数学模型的差别做了分析讨论。