活性炭如何制(zhi)造活性炭納米纖維

　　在(zai)本介(jie)紹中(zhong)(zhong)，為改善(shan)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)揮發性有機(ji)(ji)化(hua)(hua)合(he)(he)物的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，制備(bei)了活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)和活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)納米(mi)纖(xian)維(wei)的(de)(de)復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料(VOC)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)的(de)(de)性能及其使用(yong)(yong)。活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)用(yong)(yong)硝酸鎳(nie)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)前體浸(jin)漬，碳(tan)納米(mi)纖(xian)維(wei)用(yong)(yong)催(cui)(cui)化(hua)(hua)學氣(qi)相沉積(CNF)直接沉積在(zai)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面。在(zai)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)微(wei)孔中(zhong)(zhong)沉積的(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)顆粒上(shang)的(de)(de)CNF被(bei)CO 恢復(fu)(fu)表(biao)面積和微(wei)孔。復(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)結構表(biao)征采用(yong)(yong)比表(biao)面(BET)分(fen)(fen)別與電子(zi)顯(xian)微(wei)鏡技術。苯(ben)、甲苯(ben)和二甲苯(ben)是(shi)制備(bei)的(de)(de)復(fu)(fu)合(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，然后以顆粒形(xing)式用(yong)(yong)于有機(ji)(ji)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)。玻璃柱中(zhong)(zhong)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)用(yong)(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)空氣(qi)樣品的(de)(de)可調流速。*后，通(tong)過氣(qi)相色譜分(fen)(fen)析，在(zai)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)管中(zhong)(zhong)捕獲吸(xi)(xi)附(fu)(fu)柱中(zhong)(zhong)未吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)任何(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)物質。在(zai)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan) / 碳(tan)納米(mi)纖(xian)維(wei)上(shang)均(jun)勻地形(xing)成了具(ju)有約10-20nm直徑很(hen)薄的(de)(de)CNF。用(yong)(yong)CO 2活化(hua)(hua)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)/ 碳(tan)納米(mi)纖(xian)維(wei)制備(bei)的(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒的(de)(de)突破時(shi)間為117分(fen)(fen)鐘，比同重核桃殼(ke)活性炭(tan)(tan)(tan)(tan)制備(bei)的(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒明顯(xian)延長。

　　揮(hui)發(fa)性(xing)有機化合物(VOC)它是一種可(ke)能(neng)在環境中(zhong)造成嚴重健(jian)康問題的化學污染物。苯(ben)(ben)(ben)、甲(jia)苯(ben)(ben)(ben)、二(er)甲(jia)苯(ben)(ben)(ben)等(deng)揮(hui)發(fa)性(xing)有機化合物(BTX)已知或懷(huai)疑是致癌(ai)物。

　　吸附(fu)(fu)劑(ji)(ji)對(dui)污染物(wu)的吸附(fu)(fu)是(shi)控制VOC*重要的排(pai)放方法之一(yi)。活性炭(AC)固定床形(xing)式的環(huan)境控制是(shi)*常用(yong)的吸附(fu)(fu)劑(ji)(ji)。這是(shi)其內表面(mian)積(ji)和(he)孔(kong)體積(ji)大，以及以低成本吸收(shou)有機(ji)蒸(zheng)氣(qi)的能(neng)力(li)。這些特性使其*實(shi)用(yong)的吸附(fu)(fu)劑(ji)(ji)之一(yi)通過(guo)空(kong)氣(qi)凈化器、呼吸器或個人保護(hu)設備(bei)從吸入(ru)的空(kong)氣(qi)中去(qu)除有毒氣(qi)體和(he)蒸(zheng)汽。填充(chong)床中含有活性炭顆粒，通過(guo)吸附(fu)(fu)劑(ji)(ji)吸收(shou)空(kong)氣(qi)中的有機(ji)蒸(zheng)氣(qi)。

　　活(huo)性炭(tan)無結構，物理化學性質復(fu)雜(za)。選擇(ze)性差，尤其是芳香族化合物。活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)能力受(shou)以下因素的(de)(de)(de)限(xian)制：表(biao)(biao)面活(huo)性位點的(de)(de)(de)密度、吸(xi)附(fu)(fu)鍵的(de)(de)(de)活(huo)化能、非均相系(xi)統中吸(xi)附(fu)(fu)緩慢的(de)(de)(de)動力學和(he)不(bu)平(ping)衡、吸(xi)附(fu)(fu)劑表(biao)(biao)面及其吸(xi)附(fu)(fu)劑表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)傳質速率尺寸相對(dui)較(jiao)大。

　　為了克服(fu)上(shang)述限制，提出了一(yi)種新型(xing)合成碳材(cai)料作為改善活性(xing)(xing)炭吸(xi)附性(xing)(xing)能的(de)(de)候(hou)選人或裝飾因(yin)素。近年來，活性(xing)(xing)炭納(na)米纖維受(shou)到越來越多的(de)(de)關注和廣泛(fan)的(de)(de)研(yan)究。由(you)于(yu)其有趣的(de)(de)性(xing)(xing)質（純度、機械強度、高幾何表面等(deng)），它們被確定為特定的(de)(de)活性(xing)(xing)炭材(cai)料，并有潛力(li)作為吸(xi)附劑和催化劑載體(ti)。

　　制造活性(xing)炭材料的(de)方法(fa)

　　這(zhe)次(ci)(ci)使(shi)用(yong)核桃殼(ke)(ke)(ke)來(lai)作(zuo)為活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)的制(zhi)作(zuo)材料。氫氧(yang)化(hua)(hua)鉀被(bei)用(yong)作(zuo)生產活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)*有效(xiao)的化(hua)(hua)合物之一(yi)的化(hua)(hua)學活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)劑(ji)。然(ran)后(hou)初(chu)始粒度(du)為0.21-0.35mm破碎(sui)、研磨和篩分(fen)核桃殼(ke)(ke)(ke)。然(ran)后(hou)將殼(ke)(ke)(ke)放(fang)入(ru)氫氧(yang)化(hua)(hua)鉀溶(rong)液中，輕輕加熱2小時。然(ran)后(hou)把它們放(fang)在150℃烘(hong)箱干燥。然(ran)后(hou)在石英管反(fan)應器中碳化(hua)(hua)浸漬的殼(ke)(ke)(ke)樣1小時。激活(huo)(huo)(huo)后(hou)，樣品在N 2流(liu)冷卻，0.5N用(yong)冷蒸餾水沖洗(xi)鹽酸兩次(ci)(ci)，去除任何殘(can)留的化(hua)(hua)學物質。110洗(xi)滌(di)樣品℃在烤箱里干燥。制(zhi)備具有不同(tong)重量比(bi)的活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)劑(ji)(氫氧(yang)化(hua)(hua)鉀)到(dao)核桃殼(ke)(ke)(ke)并具有不同(tong)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)溫度(du)的樣品，

　　碳納米纖(xian)維在(zai)活性炭(tan)上合成催化劑

　　將先干活性炭(tan)浸泡在(zai)65中(zhong)℃有規(gui)定(ding)量的(de)鎳(nie)水(shui)(shui)溶液。大部分水(shui)(shui)分蒸(zheng)發(fa)后，真空烘箱中(zhong)的(de)濕活性炭(tan)為120℃干燥2小時。由(you)常規(gui)水(shui)(shui)平(ping)管爐加熱的(de)石英(ying)流反(fan)應(ying)器(qi)(直徑3cm，長度100cm)中(zhong)合成活性炭(tan)納(na)米纖維。將指定(ding)量的(de)活性炭(tan)放(fang)置在(zai)反(fan)應(ying)器(qi)管中(zhong)心的(de)氧化鋁船皿中(zhong)。

　　氫(qing)氣中的(de)催化(hua)劑(ji)為500℃還原2小(xiao)時(shi)后，甲烷200cm 3 / min的(de)速度在(zai)550℃在(zai)氧化(hua)鋁船上(shang)流動1小(xiao)時(shi)，并被催化(hua)分解。納(na)米(mi)碳(tan)通過化(hua)學氣相沉積(CVD)生長在(zai)交流載(zai)體材料(liao)上(shang)。采用酸處理(li)(li)去除催化(hua)劑(ji)顆粒，純(chun)化(hua)活性炭(tan)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)樣(yang)品(pin)。在(zai)超聲(sheng)波處理(li)(li)的(de)幫助下，樣(yang)品(pin)和鹽酸(3)M)將硝酸混合12小(xiao)時(shi)(2M)再混合12小(xiao)時(shi)。

　　*后(hou)，用冷蒸餾水沖(chong)洗樣(yang)品，去除殘留(liu)的化學(xue)物質。110洗滌樣(yang)品℃在烤(kao)箱(xiang)里干燥(zao)12小時。

　　通過(guo)控制量CO 2合成復合物通過(guo)懸浮在(zai)(zai)(zai)爐內(nei)反應器管中(zhong)的(de)復合物進(jin)行物理激活(huo)。樣(yang)品在(zai)(zai)(zai)爐內(nei)N 2流(liu)下加熱，指(zhi)定反應溫度(du)每(mei)分鐘升高5℃，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)(zai)溫度(du)下保持5小時。然(ran)后(hou)將(jiang)樣(yang)品放在(zai)(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)(zai)掃描電(dian)子顯微鏡(jing)和透射電(dian)子顯微鏡(jing)下，觀察活(huo)性(xing)炭納米復合材料的(de)納米結構和形狀。