活性炭如何制造活(huo)性(xing)炭納米纖(xian)維(wei)

　　在(zai)本介紹(shao)中，為改善活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對揮發(fa)性(xing)(xing)有機(ji)(ji)化(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，制(zhi)備(bei)了活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)納(na)米纖(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)復(fu)合材料(VOC)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)及(ji)其使用(yong)(yong)(yong)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)(yong)硝(xiao)酸鎳催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)前體浸漬，碳納(na)米纖(xian)(xian)維(wei)用(yong)(yong)(yong)催(cui)化(hua)(hua)學氣相(xiang)沉(chen)積(CNF)直接沉(chen)積在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面。在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)微孔(kong)中沉(chen)積的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)顆粒上(shang)的(de)(de)(de)(de)CNF被(bei)CO 恢復(fu)表(biao)面積和微孔(kong)。復(fu)合材料的(de)(de)(de)(de)結構表(biao)征采用(yong)(yong)(yong)比(bi)表(biao)面(BET)分(fen)別與電子顯微鏡技術。苯、甲苯和二甲苯是制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)復(fu)合吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，然后以顆粒形式用(yong)(yong)(yong)于有機(ji)(ji)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)。玻璃柱中的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)(ji)用(yong)(yong)(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)空(kong)氣樣品的(de)(de)(de)(de)可調流速。*后，通過氣相(xiang)色譜(pu)分(fen)析(xi)，在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)管中捕(bu)獲吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)柱中未(wei)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)任(ren)何吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)物質。在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan) / 碳納(na)米纖(xian)(xian)維(wei)上(shang)均勻地形成了具有約(yue)10-20nm直徑很薄的(de)(de)(de)(de)CNF。用(yong)(yong)(yong)CO 2活化(hua)(hua)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)/ 碳納(na)米纖(xian)(xian)維(wei)制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒(tong)的(de)(de)(de)(de)突破時間為117分(fen)鐘(zhong)，比(bi)同(tong)重核桃殼(ke)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒(tong)明顯延長。

　　揮(hui)發性有(you)機化(hua)(hua)合物(VOC)它是一種(zhong)可能在環境中造(zao)成嚴(yan)重健康問題的化(hua)(hua)學污染物。苯(ben)、甲(jia)苯(ben)、二甲(jia)苯(ben)等揮(hui)發性有(you)機化(hua)(hua)合物(BTX)已知(zhi)或懷疑是致(zhi)癌(ai)物。

　　吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對污染物的(de)吸(xi)附(fu)(fu)是控制VOC*重要的(de)排放方(fang)法之一。活性(xing)(xing)炭(AC)固定床形式的(de)環境控制是*常用的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。這是其(qi)內(nei)表面積和孔體(ti)積大，以及以低成(cheng)本吸(xi)收(shou)有(you)(you)機蒸(zheng)氣(qi)(qi)的(de)能力。這些特性(xing)(xing)使其(qi)*實用的(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)之一通過空氣(qi)(qi)凈化器(qi)、呼吸(xi)器(qi)或個(ge)人(ren)保護(hu)設備從吸(xi)入的(de)空氣(qi)(qi)中去(qu)除有(you)(you)毒氣(qi)(qi)體(ti)和蒸(zheng)汽。填充床中含有(you)(you)活性(xing)(xing)炭顆粒，通過吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)吸(xi)收(shou)空氣(qi)(qi)中的(de)有(you)(you)機蒸(zheng)氣(qi)(qi)。

　　活性(xing)炭(tan)無結(jie)構，物(wu)理化學性(xing)質復雜(za)。選擇(ze)性(xing)差(cha)，尤(you)其是芳香族化合物(wu)。活性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)附(fu)能力受以(yi)下(xia)因(yin)素的(de)限制：表(biao)面活性(xing)位點(dian)的(de)密度、吸(xi)附(fu)鍵的(de)活化能、非均相(xiang)系統中(zhong)吸(xi)附(fu)緩慢的(de)動(dong)力學和不(bu)平衡、吸(xi)附(fu)劑表(biao)面及其吸(xi)附(fu)劑表(biao)面的(de)傳質速率尺(chi)寸相(xiang)對較(jiao)大。

　　為了克服(fu)上述限制，提出了一(yi)種新型合成(cheng)碳材料(liao)作為改善活性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)性(xing)(xing)能的(de)候選人或(huo)裝飾因素(su)。近年來，活性(xing)(xing)炭(tan)納米(mi)纖維受到越來越多(duo)的(de)關注和廣泛的(de)研究(jiu)。由于其有趣(qu)的(de)性(xing)(xing)質（純度(du)、機械強度(du)、高幾(ji)何表面等(deng)），它們被確(que)定為特定的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)材料(liao)，并(bing)有潛(qian)力(li)作為吸附(fu)劑和催化劑載體。

　　制造(zao)活(huo)性炭材料的方(fang)法

　　這次使用(yong)(yong)核桃(tao)(tao)殼(ke)(ke)來(lai)作(zuo)為活性(xing)炭(tan)的(de)制(zhi)作(zuo)材料。氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀被(bei)用(yong)(yong)作(zuo)生產(chan)活性(xing)炭(tan)*有(you)效的(de)化(hua)(hua)(hua)合物之一的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)活化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。然后(hou)初始粒度為0.21-0.35mm破碎、研磨和(he)篩分核桃(tao)(tao)殼(ke)(ke)。然后(hou)將殼(ke)(ke)放(fang)入氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀溶液(ye)中，輕(qing)輕(qing)加熱(re)2小(xiao)時。然后(hou)把它們放(fang)在150℃烘箱干燥。然后(hou)在石英管反應器中碳化(hua)(hua)(hua)浸漬的(de)殼(ke)(ke)樣(yang)1小(xiao)時。激活后(hou)，樣(yang)品(pin)在N 2流冷卻，0.5N用(yong)(yong)冷蒸餾水(shui)沖洗鹽酸兩次，去(qu)除任何殘留的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)物質。110洗滌樣(yang)品(pin)℃在烤箱里干燥。制(zhi)備(bei)具(ju)有(you)不(bu)同重量比的(de)活化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀)到核桃(tao)(tao)殼(ke)(ke)并具(ju)有(you)不(bu)同活化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度的(de)樣(yang)品(pin)，

　　碳納(na)米纖維(wei)在活(huo)性炭上(shang)合(he)成催化劑

　　將先干(gan)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)浸泡在65中℃有規定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)鎳水(shui)溶液。大部分(fen)水(shui)分(fen)蒸發后，真(zhen)空烘箱中的(de)(de)(de)濕活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)為120℃干(gan)燥2小時。由常規水(shui)平管(guan)爐加熱的(de)(de)(de)石英流反應(ying)器(直徑3cm，長(chang)度100cm)中合成活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)。將指(zhi)定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)放置(zhi)在反應(ying)器管(guan)中心的(de)(de)(de)氧化鋁(lv)船皿中。

　　氫(qing)氣中的(de)催(cui)化劑為500℃還原2小時后，甲烷(wan)200cm 3 / min的(de)速度在550℃在氧化鋁船上流(liu)動(dong)1小時，并被(bei)催(cui)化分(fen)解。納(na)米碳通過(guo)化學(xue)氣相沉積(CVD)生長在交流(liu)載體材料上。采用酸處理去除催(cui)化劑顆粒，純化活性(xing)炭納(na)米纖維樣品(pin)。在超聲波處理的(de)幫助下，樣品(pin)和鹽(yan)酸(3)M)將硝酸混合12小時(2M)再混合12小時。

　　*后(hou)，用(yong)冷蒸(zheng)餾水沖洗樣品(pin)，去除殘留(liu)的化學(xue)物(wu)質。110洗滌樣品(pin)℃在烤箱里干(gan)燥12小時。

　　通(tong)過控制量CO 2合成復(fu)(fu)合物(wu)通(tong)過懸(xuan)浮在(zai)(zai)爐(lu)(lu)內(nei)(nei)反應(ying)器管中的(de)復(fu)(fu)合物(wu)進行物(wu)理激活。樣(yang)品在(zai)(zai)爐(lu)(lu)內(nei)(nei)N 2流下(xia)加熱，指定反應(ying)溫度每分鐘升高5℃，然(ran)后在(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)溫度下(xia)保持5小時(shi)。然(ran)后將樣(yang)品放在(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)掃描(miao)電(dian)子顯微鏡(jing)和(he)(he)透射電(dian)子顯微鏡(jing)下(xia)，觀察活性炭納(na)米復(fu)(fu)合材料的(de)納(na)米結構和(he)(he)形狀。