活性炭如何(he)制造(zao)活性炭納米纖維

　　在本(ben)介紹(shao)中(zhong)，為改善活(huo)性(xing)炭(tan)對揮發性(xing)有機(ji)(ji)化(hua)合物的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)，制(zhi)備了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)納(na)米(mi)纖維的(de)復(fu)合材料(liao)(VOC)呼吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)的(de)性(xing)能及其(qi)使(shi)用。活(huo)性(xing)炭(tan)用硝酸鎳催化(hua)劑前體浸漬，碳納(na)米(mi)纖維用催化(hua)學氣(qi)相沉(chen)積(ji)(ji)(CNF)直接沉(chen)積(ji)(ji)在活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)。在活(huo)性(xing)炭(tan)微(wei)孔(kong)中(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)的(de)催化(hua)劑顆粒(li)上(shang)的(de)CNF被CO 恢復(fu)表(biao)面(mian)積(ji)(ji)和(he)微(wei)孔(kong)。復(fu)合材料(liao)的(de)結(jie)構表(biao)征采用比表(biao)面(mian)(BET)分別與(yu)電子顯微(wei)鏡技(ji)術(shu)。苯(ben)、甲苯(ben)和(he)二甲苯(ben)是制(zhi)備的(de)復(fu)合吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(BTX)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)，然后以顆粒(li)形(xing)式用于(yu)有機(ji)(ji)呼吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)。玻(bo)璃柱中(zhong)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑用于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)空氣(qi)樣(yang)品的(de)可調(diao)流速。*后，通過氣(qi)相色(se)譜分析，在活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)管(guan)中(zhong)捕獲(huo)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)柱中(zhong)未吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)任何吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)物質。在活(huo)性(xing)炭(tan) / 碳納(na)米(mi)纖維上(shang)均(jun)勻地形(xing)成了(le)具有約10-20nm直徑(jing)很薄的(de)CNF。用CO 2活(huo)化(hua)活(huo)性(xing)炭(tan)/ 碳納(na)米(mi)纖維制(zhi)備的(de)呼吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)筒的(de)突破時間為117分鐘(zhong)，比同重核桃殼活(huo)性(xing)炭(tan)制(zhi)備的(de)呼吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)筒明顯延長。

　　揮(hui)發性(xing)有機(ji)化合物(wu)(VOC)它是一種可能(neng)在(zai)環境中造成嚴重健康(kang)問題(ti)的(de)化學污染(ran)物(wu)。苯(ben)、甲苯(ben)、二(er)甲苯(ben)等(deng)揮(hui)發性(xing)有機(ji)化合物(wu)(BTX)已(yi)知或懷疑是致癌(ai)物(wu)。

　　吸(xi)(xi)附劑對污(wu)染物(wu)的(de)吸(xi)(xi)附是控制VOC*重(zhong)要的(de)排放方法之(zhi)(zhi)一。活性炭(AC)固(gu)定床形式的(de)環境(jing)控制是*常(chang)用的(de)吸(xi)(xi)附劑。這是其內(nei)表(biao)面積和(he)孔(kong)體積大，以(yi)及以(yi)低(di)成本吸(xi)(xi)收有(you)機(ji)蒸氣(qi)的(de)能力(li)。這些(xie)特(te)性使(shi)其*實用的(de)吸(xi)(xi)附劑之(zhi)(zhi)一通過空(kong)氣(qi)凈化(hua)器、呼(hu)吸(xi)(xi)器或個(ge)人保護設(she)備從吸(xi)(xi)入的(de)空(kong)氣(qi)中去除(chu)有(you)毒氣(qi)體和(he)蒸汽。填充床中含有(you)活性炭顆(ke)粒，通過吸(xi)(xi)附劑吸(xi)(xi)收空(kong)氣(qi)中的(de)有(you)機(ji)蒸氣(qi)。

　　活性(xing)(xing)炭(tan)無(wu)結(jie)構，物理化學性(xing)(xing)質(zhi)復(fu)雜。選擇性(xing)(xing)差，尤其(qi)是(shi)芳香(xiang)族化合(he)物。活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)能力(li)受以下(xia)因(yin)素的(de)限制：表面活性(xing)(xing)位點(dian)的(de)密度(du)、吸(xi)附(fu)(fu)鍵的(de)活化能、非均相(xiang)系統(tong)中吸(xi)附(fu)(fu)緩慢的(de)動力(li)學和不平衡、吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面及其(qi)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面的(de)傳質(zhi)速(su)率尺寸相(xiang)對較大。

　　為(wei)了克服(fu)上述限制，提出了一種新型合成碳材料作(zuo)為(wei)改善活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)性(xing)能的(de)候選人(ren)或裝飾因素(su)。近年來(lai)(lai)，活性(xing)炭(tan)(tan)納米纖維受到(dao)越來(lai)(lai)越多(duo)的(de)關注和廣泛的(de)研究。由(you)于其有趣的(de)性(xing)質（純(chun)度、機械強度、高幾何表面(mian)等），它們(men)被(bei)確定(ding)為(wei)特定(ding)的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)材料，并有潛(qian)力作(zuo)為(wei)吸(xi)附(fu)劑和催(cui)化劑載體。

　　制造活性(xing)炭(tan)材料的方法

　　這(zhe)次使用核桃殼來作(zuo)(zuo)為活性炭的(de)制作(zuo)(zuo)材料。氫氧化鉀被用作(zuo)(zuo)生產活性炭*有效的(de)化合物之一(yi)的(de)化學活化劑。然后初始(shi)粒度為0.21-0.35mm破碎(sui)、研磨和篩分核桃殼。然后將(jiang)殼放(fang)入氫氧化鉀溶液中(zhong)(zhong)，輕輕加熱(re)2小(xiao)時。然后把(ba)它們放(fang)在(zai)(zai)150℃烘箱干(gan)燥。然后在(zai)(zai)石英(ying)管反應器(qi)中(zhong)(zhong)碳化浸漬的(de)殼樣1小(xiao)時。激活后，樣品(pin)在(zai)(zai)N 2流(liu)冷(leng)卻，0.5N用冷(leng)蒸餾(liu)水沖洗鹽酸兩次，去除(chu)任(ren)何殘留的(de)化學物質。110洗滌樣品(pin)℃在(zai)(zai)烤箱里干(gan)燥。制備具(ju)有不(bu)同重量比(bi)的(de)活化劑(氫氧化鉀)到核桃殼并(bing)具(ju)有不(bu)同活化溫(wen)度的(de)樣品(pin)，

　　碳納米(mi)纖維在活性炭上合成催化(hua)劑

　　將(jiang)先干活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)浸泡在65中(zhong)℃有規定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)鎳(nie)水(shui)溶液。大(da)部(bu)分水(shui)分蒸發(fa)后(hou)，真空烘箱中(zhong)的(de)(de)(de)濕(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)為120℃干燥2小時。由(you)常規水(shui)平管(guan)(guan)爐加(jia)熱的(de)(de)(de)石英流反應(ying)器(qi)(qi)(直徑3cm，長度100cm)中(zhong)合成活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納米纖維。將(jiang)指定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放(fang)置在反應(ying)器(qi)(qi)管(guan)(guan)中(zhong)心的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)鋁船皿(min)中(zhong)。

　　氫(qing)氣中的(de)(de)催化劑(ji)(ji)為500℃還原(yuan)2小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)，甲烷200cm 3 / min的(de)(de)速度在550℃在氧化鋁船上流動1小(xiao)時(shi)(shi)，并被(bei)催化分解(jie)。納(na)米碳通過化學氣相沉(chen)積(CVD)生長在交流載體材(cai)料上。采用(yong)酸(suan)處理去(qu)除催化劑(ji)(ji)顆粒，純(chun)化活性炭納(na)米纖維樣(yang)品。在超聲波處理的(de)(de)幫(bang)助(zhu)下，樣(yang)品和鹽(yan)酸(suan)(3)M)將硝酸(suan)混合12小(xiao)時(shi)(shi)(2M)再(zai)混合12小(xiao)時(shi)(shi)。

　　*后，用冷蒸餾水沖(chong)洗(xi)樣品，去除殘留的化學物質。110洗(xi)滌(di)樣品℃在烤箱里干(gan)燥12小時。

　　通(tong)過控制量(liang)CO 2合成復合物通(tong)過懸浮在(zai)爐(lu)(lu)內反(fan)應(ying)(ying)器管中的復合物進(jin)行物理激活。樣品(pin)(pin)在(zai)爐(lu)(lu)內N 2流下(xia)加(jia)熱(re)，指定反(fan)應(ying)(ying)溫度每分鐘(zhong)升(sheng)高5℃，然后在(zai)450℃在(zai)溫度下(xia)保(bao)持5小時。然后將樣品(pin)(pin)放在(zai)150℃在(zai)掃描電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡和(he)透射電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡下(xia)，觀(guan)察活性(xing)炭納米(mi)復合材料的納米(mi)結(jie)構和(he)形狀。