活性炭如何制造活性炭(tan)納米纖(xian)維(wei)

　　在(zai)本介紹中，為改善活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對揮發(fa)性(xing)(xing)有(you)機(ji)化合(he)(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)，制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)了活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)纖(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合(he)(he)材料(liao)(VOC)呼(hu)吸(xi)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能及其使用(yong)(yong)(yong)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)(yong)硝酸(suan)鎳催化劑(ji)(ji)前體浸漬(zi)，碳納(na)米(mi)(mi)纖(xian)(xian)維(wei)用(yong)(yong)(yong)催化學(xue)氣(qi)相沉(chen)積(ji)(CNF)直(zhi)接沉(chen)積(ji)在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)微(wei)孔中沉(chen)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化劑(ji)(ji)顆粒上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)CNF被CO 恢復表面(mian)積(ji)和微(wei)孔。復合(he)(he)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構表征采用(yong)(yong)(yong)比表面(mian)(BET)分(fen)別與電子顯微(wei)鏡技術。苯(ben)、甲苯(ben)和二甲苯(ben)是制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(BTX)吸(xi)附(fu)(fu)，然后以顆粒形(xing)式用(yong)(yong)(yong)于有(you)機(ji)呼(hu)吸(xi)機(ji)。玻璃(li)柱(zhu)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)用(yong)(yong)(yong)于吸(xi)附(fu)(fu)空氣(qi)樣品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可調流速。*后，通過(guo)氣(qi)相色(se)譜分(fen)析，在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)管中捕獲吸(xi)附(fu)(fu)柱(zhu)中未吸(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任何吸(xi)附(fu)(fu)物質。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan) / 碳納(na)米(mi)(mi)纖(xian)(xian)維(wei)上均(jun)勻地形(xing)成了具有(you)約10-20nm直(zhi)徑很薄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)CNF。用(yong)(yong)(yong)CO 2活(huo)(huo)化活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)/ 碳納(na)米(mi)(mi)纖(xian)(xian)維(wei)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)機(ji)筒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破時間為117分(fen)鐘(zhong)，比同重核桃(tao)殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)機(ji)筒明顯延長。

　　揮發(fa)(fa)性(xing)有機化(hua)合物(VOC)它是一(yi)種可能在(zai)環境(jing)中造(zao)成(cheng)嚴(yan)重健康問題的(de)化(hua)學(xue)污染物。苯(ben)(ben)、甲苯(ben)(ben)、二甲苯(ben)(ben)等揮發(fa)(fa)性(xing)有機化(hua)合物(BTX)已知或懷疑是致癌物。

　　吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)對(dui)污染物(wu)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附是(shi)控制VOC*重要的(de)(de)(de)(de)排放方法之一。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(AC)固定床形式的(de)(de)(de)(de)環境控制是(shi)*常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)。這(zhe)是(shi)其內(nei)表面積和孔體(ti)積大，以(yi)及以(yi)低成本吸(xi)(xi)(xi)收有(you)機(ji)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)能力。這(zhe)些(xie)特性使其*實用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)之一通(tong)過空(kong)氣(qi)凈(jing)化器、呼吸(xi)(xi)(xi)器或個(ge)人保護設備從吸(xi)(xi)(xi)入的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)中(zhong)去除有(you)毒氣(qi)體(ti)和蒸(zheng)汽(qi)。填充(chong)床中(zhong)含有(you)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)顆(ke)粒，通(tong)過吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)吸(xi)(xi)(xi)收空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)蒸(zheng)氣(qi)。

　　活性(xing)炭無(wu)結構，物(wu)理化(hua)學(xue)性(xing)質復雜。選擇性(xing)差，尤其(qi)是芳香族化(hua)合(he)物(wu)。活性(xing)炭的(de)吸(xi)附能(neng)力(li)(li)受以下因素的(de)限制：表(biao)面活性(xing)位點的(de)密度、吸(xi)附鍵的(de)活化(hua)能(neng)、非均相系統中吸(xi)附緩慢的(de)動力(li)(li)學(xue)和不(bu)平(ping)衡、吸(xi)附劑表(biao)面及其(qi)吸(xi)附劑表(biao)面的(de)傳質速率尺寸相對較大(da)。

　　為(wei)(wei)了(le)克服上(shang)述限(xian)制，提出了(le)一種新型合成碳材(cai)料(liao)作為(wei)(wei)改善活(huo)性(xing)炭吸(xi)附性(xing)能(neng)的(de)候選人或裝飾因素。近(jin)年來(lai)，活(huo)性(xing)炭納米纖維(wei)受(shou)到越來(lai)越多的(de)關注(zhu)和(he)(he)廣(guang)泛(fan)的(de)研究。由于其有趣的(de)性(xing)質（純度(du)、機械強(qiang)度(du)、高幾何表(biao)面等），它們(men)被(bei)確(que)定(ding)為(wei)(wei)特(te)定(ding)的(de)活(huo)性(xing)炭材(cai)料(liao)，并有潛力作為(wei)(wei)吸(xi)附劑(ji)和(he)(he)催化劑(ji)載體。

　　制(zhi)造(zao)活(huo)性炭材料的(de)方法

　　這次(ci)使用核桃(tao)殼(ke)(ke)(ke)來作(zuo)為活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)制作(zuo)材料(liao)。氫(qing)氧化(hua)鉀被用作(zuo)生產活(huo)(huo)(huo)性炭*有(you)(you)效的(de)化(hua)合物(wu)之一(yi)的(de)化(hua)學活(huo)(huo)(huo)化(hua)劑(ji)。然后初始粒度為0.21-0.35mm破碎、研磨和篩分(fen)核桃(tao)殼(ke)(ke)(ke)。然后將殼(ke)(ke)(ke)放入氫(qing)氧化(hua)鉀溶(rong)液中，輕(qing)(qing)輕(qing)(qing)加(jia)熱2小時。然后把它們放在(zai)150℃烘(hong)箱(xiang)干燥。然后在(zai)石英管(guan)反應器中碳化(hua)浸漬的(de)殼(ke)(ke)(ke)樣1小時。激活(huo)(huo)(huo)后，樣品在(zai)N 2流冷卻，0.5N用冷蒸餾(liu)水沖洗鹽酸兩(liang)次(ci)，去除任何(he)殘(can)留的(de)化(hua)學物(wu)質。110洗滌樣品℃在(zai)烤(kao)箱(xiang)里干燥。制備具有(you)(you)不同(tong)重量(liang)比的(de)活(huo)(huo)(huo)化(hua)劑(ji)(氫(qing)氧化(hua)鉀)到核桃(tao)殼(ke)(ke)(ke)并具有(you)(you)不同(tong)活(huo)(huo)(huo)化(hua)溫度的(de)樣品，

　　碳(tan)納米(mi)纖維在(zai)活性(xing)炭上合成催化劑

　　將先干(gan)活性炭(tan)(tan)浸(jin)泡在(zai)65中℃有規(gui)定量的(de)鎳水溶液。大部分(fen)水分(fen)蒸發后，真空烘箱(xiang)中的(de)濕活性炭(tan)(tan)為120℃干(gan)燥2小時。由常(chang)規(gui)水平管(guan)爐加熱的(de)石英流(liu)反應(ying)器(直徑3cm，長度100cm)中合成活性炭(tan)(tan)納(na)米(mi)纖維。將指定量的(de)活性炭(tan)(tan)放置(zhi)在(zai)反應(ying)器管(guan)中心的(de)氧(yang)化鋁船(chuan)皿中。

　　氫氣(qi)中(zhong)的催(cui)化劑為500℃還(huan)原2小時(shi)(shi)后，甲烷200cm 3 / min的速度在550℃在氧化鋁(lv)船上流動1小時(shi)(shi)，并被催(cui)化分解。納米(mi)(mi)碳通(tong)過化學氣(qi)相沉積(CVD)生長在交流載(zai)體材料上。采(cai)用酸(suan)處理去除催(cui)化劑顆粒(li)，純化活性炭(tan)納米(mi)(mi)纖維樣品。在超聲波處理的幫助(zhu)下，樣品和(he)鹽酸(suan)(3)M)將硝(xiao)酸(suan)混合12小時(shi)(shi)(2M)再混合12小時(shi)(shi)。

　　*后，用冷蒸(zheng)餾水沖洗樣品，去除殘留的(de)化學物(wu)質(zhi)。110洗滌(di)樣品℃在烤箱里干(gan)燥12小時(shi)。

　　通過控制量CO 2合成(cheng)復(fu)合物(wu)通過懸浮在(zai)(zai)爐(lu)內(nei)反(fan)應器管中(zhong)的(de)復(fu)合物(wu)進(jin)行物(wu)理激活。樣品在(zai)(zai)爐(lu)內(nei)N 2流下加熱，指定反(fan)應溫度(du)每分鐘升(sheng)高5℃，然(ran)后在(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)溫度(du)下保(bao)持5小時(shi)。然(ran)后將樣品放在(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)掃描電(dian)(dian)子顯微(wei)鏡和透射電(dian)(dian)子顯微(wei)鏡下，觀(guan)察活性炭(tan)納米(mi)復(fu)合材料的(de)納米(mi)結構和形狀(zhuang)。