活性炭如何制造活性炭納米(mi)纖維(wei)

　　在本介紹中(zhong)(zhong)，為(wei)改善活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對揮發性(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)(ji)化(hua)合物(wu)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)，制備(bei)(bei)了活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和(he)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)納(na)米纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)復(fu)合材料(VOC)呼吸(xi)(xi)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)性(xing)(xing)能及其使用(yong)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用(yong)硝酸鎳(nie)催化(hua)劑(ji)前體浸漬，碳納(na)米纖(xian)維(wei)(wei)用(yong)催化(hua)學(xue)氣相沉(chen)積(ji)(CNF)直(zhi)接沉(chen)積(ji)在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面(mian)。在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)微(wei)孔中(zhong)(zhong)沉(chen)積(ji)的(de)(de)催化(hua)劑(ji)顆(ke)粒上的(de)(de)CNF被CO 恢復(fu)表面(mian)積(ji)和(he)微(wei)孔。復(fu)合材料的(de)(de)結構表征(zheng)采用(yong)比表面(mian)(BET)分(fen)(fen)別與電子(zi)顯微(wei)鏡(jing)技術。苯、甲苯和(he)二甲苯是制備(bei)(bei)的(de)(de)復(fu)合吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)，然后(hou)以顆(ke)粒形(xing)式(shi)用(yong)于有(you)機(ji)(ji)(ji)呼吸(xi)(xi)機(ji)(ji)(ji)。玻璃柱(zhu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)用(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)空氣樣品的(de)(de)可調流(liu)速(su)。*后(hou)，通過(guo)氣相色譜分(fen)(fen)析，在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)管中(zhong)(zhong)捕獲(huo)吸(xi)(xi)附(fu)柱(zhu)中(zhong)(zhong)未吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)任何吸(xi)(xi)附(fu)物(wu)質。在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan) / 碳納(na)米纖(xian)維(wei)(wei)上均勻地形(xing)成了具有(you)約(yue)10-20nm直(zhi)徑很薄的(de)(de)CNF。用(yong)CO 2活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/ 碳納(na)米纖(xian)維(wei)(wei)制備(bei)(bei)的(de)(de)呼吸(xi)(xi)機(ji)(ji)(ji)筒的(de)(de)突破時(shi)間(jian)為(wei)117分(fen)(fen)鐘(zhong)，比同重(zhong)核桃殼(ke)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)制備(bei)(bei)的(de)(de)呼吸(xi)(xi)機(ji)(ji)(ji)筒明顯延長。

　　揮(hui)(hui)發(fa)性有機化合物(VOC)它是(shi)一種可能在環境中造(zao)成嚴重健康問題的化學污(wu)染物。苯(ben)、甲苯(ben)、二甲苯(ben)等揮(hui)(hui)發(fa)性有機化合物(BTX)已知或懷疑是(shi)致癌(ai)物。

　　吸(xi)(xi)附劑對污染(ran)物的(de)吸(xi)(xi)附是(shi)控制VOC*重要的(de)排放(fang)方法之(zhi)一。活性(xing)炭(tan)(AC)固定床(chuang)形式(shi)的(de)環境(jing)控制是(shi)*常用(yong)的(de)吸(xi)(xi)附劑。這(zhe)是(shi)其(qi)內表面積和孔體積大，以及以低成本(ben)吸(xi)(xi)收(shou)有機蒸(zheng)氣的(de)能力(li)。這(zhe)些特性(xing)使其(qi)*實用(yong)的(de)吸(xi)(xi)附劑之(zhi)一通過空氣凈化器、呼吸(xi)(xi)器或(huo)個人保護設備從(cong)吸(xi)(xi)入的(de)空氣中(zhong)去除有毒氣體和蒸(zheng)汽(qi)。填充床(chuang)中(zhong)含有活性(xing)炭(tan)顆(ke)粒，通過吸(xi)(xi)附劑吸(xi)(xi)收(shou)空氣中(zhong)的(de)有機蒸(zheng)氣。

　　活性(xing)炭(tan)無結構，物(wu)理化學(xue)性(xing)質(zhi)復雜(za)。選(xuan)擇性(xing)差，尤其(qi)是芳香族化合物(wu)。活性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)吸(xi)附能力受以下因(yin)素的(de)(de)(de)限制：表面活性(xing)位點(dian)的(de)(de)(de)密(mi)度、吸(xi)附鍵的(de)(de)(de)活化能、非(fei)均相系統中吸(xi)附緩(huan)慢的(de)(de)(de)動力學(xue)和(he)不(bu)平(ping)衡、吸(xi)附劑表面及(ji)其(qi)吸(xi)附劑表面的(de)(de)(de)傳質(zhi)速率尺寸相對較大。

　　為(wei)了(le)克服上述限制，提出了(le)一種新(xin)型(xing)合成碳材(cai)料作為(wei)改(gai)善(shan)活性炭(tan)吸附(fu)性能(neng)的(de)候選(xuan)人或裝飾因素。近年(nian)來(lai)，活性炭(tan)納米纖維(wei)受到越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)關注和廣泛的(de)研(yan)究(jiu)。由于其有(you)趣的(de)性質(zhi)（純度、機械強度、高(gao)幾何(he)表(biao)面等），它(ta)們被確定為(wei)特定的(de)活性炭(tan)材(cai)料，并有(you)潛力(li)作為(wei)吸附(fu)劑和催化劑載體。

　　制造活性炭(tan)材料(liao)的方(fang)法

　　這次使用核桃殼(ke)來(lai)作(zuo)(zuo)(zuo)為活(huo)性炭的制作(zuo)(zuo)(zuo)材料。氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀(jia)被用作(zuo)(zuo)(zuo)生產活(huo)性炭*有效的化(hua)(hua)合(he)物之一的化(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)劑(ji)。然(ran)(ran)(ran)后(hou)初(chu)始粒度(du)(du)為0.21-0.35mm破碎、研磨和篩分核桃殼(ke)。然(ran)(ran)(ran)后(hou)將殼(ke)放(fang)入氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀(jia)溶液中，輕(qing)輕(qing)加熱2小時。然(ran)(ran)(ran)后(hou)把它們(men)放(fang)在150℃烘箱干燥。然(ran)(ran)(ran)后(hou)在石英管(guan)反應器中碳化(hua)(hua)浸漬的殼(ke)樣1小時。激(ji)活(huo)后(hou)，樣品在N 2流冷卻(que)，0.5N用冷蒸餾(liu)水(shui)沖洗鹽酸(suan)兩(liang)次，去除任(ren)何殘留(liu)的化(hua)(hua)學物質。110洗滌樣品℃在烤箱里干燥。制備(bei)具有不同重量比的活(huo)化(hua)(hua)劑(ji)(氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀(jia))到核桃殼(ke)并具有不同活(huo)化(hua)(hua)溫度(du)(du)的樣品，

　　碳納米纖維在活性炭上合成催(cui)化劑

　　將先(xian)干活性(xing)炭(tan)(tan)浸(jin)泡在65中(zhong)(zhong)(zhong)℃有規(gui)定(ding)量(liang)的(de)鎳水溶(rong)液。大部分水分蒸(zheng)發后(hou)，真空烘箱中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)濕活性(xing)炭(tan)(tan)為120℃干燥2小(xiao)時。由常規(gui)水平管爐加熱的(de)石英流(liu)反應(ying)器(直徑3cm，長度100cm)中(zhong)(zhong)(zhong)合成活性(xing)炭(tan)(tan)納米纖維。將指定(ding)量(liang)的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)放置在反應(ying)器管中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)的(de)氧化鋁船皿(min)中(zhong)(zhong)(zhong)。

　　氫氣中的(de)(de)催(cui)化劑為500℃還原2小時(shi)后，甲烷200cm 3 / min的(de)(de)速(su)度在(zai)550℃在(zai)氧化鋁船上流(liu)動1小時(shi)，并(bing)被催(cui)化分解。納米碳通過化學(xue)氣相沉(chen)積(CVD)生長在(zai)交流(liu)載體材料上。采用(yong)酸處理去除催(cui)化劑顆粒(li)，純化活性炭納米纖維樣品。在(zai)超聲波處理的(de)(de)幫助下，樣品和鹽酸(3)M)將硝酸混合(he)12小時(shi)(2M)再混合(he)12小時(shi)。

　　*后，用冷蒸餾水沖洗(xi)樣品(pin)，去(qu)除殘留的化學物質(zhi)。110洗(xi)滌樣品(pin)℃在烤箱里干燥12小(xiao)時。

　　通(tong)過(guo)控制量(liang)CO 2合(he)成復合(he)物通(tong)過(guo)懸(xuan)浮在(zai)(zai)(zai)(zai)爐內反應(ying)(ying)器管中的復合(he)物進行(xing)物理(li)激活(huo)。樣(yang)(yang)品在(zai)(zai)(zai)(zai)爐內N 2流(liu)下(xia)加(jia)熱，指(zhi)定反應(ying)(ying)溫(wen)度每分(fen)鐘升高5℃，然后(hou)在(zai)(zai)(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)度下(xia)保持5小(xiao)時。然后(hou)將樣(yang)(yang)品放在(zai)(zai)(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)(zai)(zai)掃描電子顯微鏡和透(tou)射(she)電子顯微鏡下(xia)，觀察活(huo)性炭納(na)米復合(he)材料的納(na)米結構(gou)和形狀。