活性炭如(ru)何制造活性(xing)炭納米(mi)纖維

　　在(zai)本介紹中，為(wei)改善活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對揮發(fa)性(xing)(xing)有機(ji)化(hua)合(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)，制備(bei)(bei)了(le)(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)納米纖維(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(VOC)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能及其使用(yong)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)硝酸鎳催(cui)化(hua)劑(ji)前體浸漬，碳納米纖維(wei)用(yong)催(cui)化(hua)學氣相沉積(ji)(CNF)直接沉積(ji)在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)微孔(kong)中沉積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑(ji)顆粒(li)上的(de)(de)(de)(de)(de)CNF被CO 恢復(fu)表(biao)(biao)面積(ji)和(he)微孔(kong)。復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)結構表(biao)(biao)征采用(yong)比表(biao)(biao)面(BET)分別與電子顯微鏡技術。苯、甲苯和(he)二甲苯是制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)，然后(hou)(hou)以顆粒(li)形(xing)式用(yong)于有機(ji)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)。玻璃柱中的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)用(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)空氣樣品的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)調(diao)流速。*后(hou)(hou)，通過氣相色譜分析(xi)，在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)管(guan)中捕獲(huo)吸(xi)(xi)附(fu)柱中未吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)何吸(xi)(xi)附(fu)物質。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan) / 碳納米纖維(wei)上均(jun)勻地形(xing)成了(le)(le)具有約10-20nm直徑很薄的(de)(de)(de)(de)(de)CNF。用(yong)CO 2活(huo)(huo)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)/ 碳納米纖維(wei)制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)筒的(de)(de)(de)(de)(de)突破時(shi)間為(wei)117分鐘，比同重核桃殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)筒明(ming)顯延(yan)長。

　　揮發性有機化合物(wu)(VOC)它是(shi)(shi)一種(zhong)可能在環境中(zhong)造成嚴重(zhong)健(jian)康(kang)問題(ti)的化學(xue)污染物(wu)。苯、甲苯、二(er)甲苯等揮發性有機化合物(wu)(BTX)已知或懷疑(yi)是(shi)(shi)致癌物(wu)。

　　吸附劑(ji)對污染物的(de)吸附是(shi)控制(zhi)VOC*重(zhong)要的(de)排放方法之一(yi)。活性(xing)炭(AC)固(gu)定床形式的(de)環境控制(zhi)是(shi)*常用(yong)的(de)吸附劑(ji)。這是(shi)其內表面積和孔體(ti)(ti)積大，以(yi)及以(yi)低成本(ben)吸收有機蒸氣(qi)的(de)能力。這些特性(xing)使其*實(shi)用(yong)的(de)吸附劑(ji)之一(yi)通過空(kong)氣(qi)凈化器、呼吸器或(huo)個人保護設備從吸入的(de)空(kong)氣(qi)中(zhong)去除有毒氣(qi)體(ti)(ti)和蒸汽。填(tian)充床中(zhong)含(han)有活性(xing)炭顆粒，通過吸附劑(ji)吸收空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)有機蒸氣(qi)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭無結構，物(wu)理化學(xue)性(xing)(xing)質復雜。選擇性(xing)(xing)差，尤(you)其(qi)是芳(fang)香族(zu)化合物(wu)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)吸附能(neng)力(li)受以下因(yin)素的(de)(de)限制：表面活(huo)(huo)性(xing)(xing)位點的(de)(de)密度、吸附鍵的(de)(de)活(huo)(huo)化能(neng)、非(fei)均(jun)相(xiang)系統(tong)中(zhong)吸附緩(huan)慢的(de)(de)動力(li)學(xue)和不平衡、吸附劑(ji)表面及(ji)其(qi)吸附劑(ji)表面的(de)(de)傳質速率尺寸相(xiang)對較大。

　　為(wei)(wei)了(le)克服上述限制，提出了(le)一種(zhong)新型(xing)合(he)成碳材(cai)(cai)料(liao)(liao)作為(wei)(wei)改善活性(xing)炭(tan)吸附性(xing)能的(de)(de)候選人或裝飾(shi)因素。近年來，活性(xing)炭(tan)納米(mi)纖(xian)維受到(dao)越來越多(duo)的(de)(de)關注(zhu)和廣泛的(de)(de)研(yan)究。由于其有趣的(de)(de)性(xing)質（純(chun)度、機械強度、高幾何表面等），它們被確定為(wei)(wei)特定的(de)(de)活性(xing)炭(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，并有潛力(li)作為(wei)(wei)吸附劑和催(cui)化劑載體。

　　制造活性炭材料的方法

　　這次使(shi)用核桃殼來作(zuo)為(wei)活性(xing)炭的(de)制作(zuo)材料。氫氧(yang)化鉀被用作(zuo)生產活性(xing)炭*有效的(de)化合物(wu)之一的(de)化學活化劑。然后(hou)初(chu)始粒度(du)為(wei)0.21-0.35mm破碎、研磨(mo)和篩分(fen)核桃殼。然后(hou)將殼放入(ru)氫氧(yang)化鉀溶液中，輕(qing)輕(qing)加(jia)熱(re)2小時。然后(hou)把它們(men)放在(zai)150℃烘箱干(gan)燥。然后(hou)在(zai)石(shi)英管反應器中碳化浸漬的(de)殼樣1小時。激活后(hou)，樣品在(zai)N 2流冷卻(que)，0.5N用冷蒸餾水沖洗鹽(yan)酸兩(liang)次，去除任何殘留的(de)化學物(wu)質。110洗滌樣品℃在(zai)烤箱里(li)干(gan)燥。制備具有不同重量比的(de)活化劑(氫氧(yang)化鉀)到核桃殼并具有不同活化溫(wen)度(du)的(de)樣品，

　　碳納米纖維在活(huo)性炭上(shang)合成催化劑(ji)

　　將(jiang)先干活(huo)性炭浸泡在65中(zhong)℃有規(gui)(gui)定量的鎳(nie)水(shui)溶液(ye)。大部分(fen)水(shui)分(fen)蒸發(fa)后，真(zhen)空(kong)烘箱中(zhong)的濕(shi)活(huo)性炭為120℃干燥2小時。由常規(gui)(gui)水(shui)平管爐加熱的石英流反應(ying)器(qi)(直(zhi)徑3cm，長度100cm)中(zhong)合成活(huo)性炭納米纖維。將(jiang)指(zhi)定量的活(huo)性炭放(fang)置在反應(ying)器(qi)管中(zhong)心的氧化(hua)鋁船皿中(zhong)。

　　氫氣(qi)中的(de)催(cui)化劑(ji)為500℃還原2小(xiao)時后，甲烷200cm 3 / min的(de)速度在(zai)550℃在(zai)氧化鋁船(chuan)上流動1小(xiao)時，并被(bei)催(cui)化分解。納米(mi)碳通過化學氣(qi)相沉積(ji)(CVD)生長在(zai)交流載體材料(liao)上。采(cai)用酸(suan)處理(li)去除催(cui)化劑(ji)顆粒(li)，純化活(huo)性炭納米(mi)纖(xian)維(wei)樣品(pin)。在(zai)超聲波處理(li)的(de)幫(bang)助(zhu)下，樣品(pin)和(he)鹽酸(suan)(3)M)將硝酸(suan)混合(he)12小(xiao)時(2M)再混合(he)12小(xiao)時。

　　*后，用冷(leng)蒸餾(liu)水沖洗(xi)樣(yang)品，去除殘留的(de)化學物質。110洗(xi)滌樣(yang)品℃在烤箱里干(gan)燥(zao)12小時。

　　通(tong)過(guo)控制(zhi)量CO 2合(he)(he)(he)成復(fu)合(he)(he)(he)物(wu)通(tong)過(guo)懸浮在(zai)爐內(nei)反(fan)(fan)應(ying)器管中的(de)復(fu)合(he)(he)(he)物(wu)進(jin)行物(wu)理激活。樣品在(zai)爐內(nei)N 2流下(xia)加(jia)熱，指定反(fan)(fan)應(ying)溫度(du)每分(fen)鐘升高(gao)5℃，然后在(zai)450℃在(zai)溫度(du)下(xia)保持5小時。然后將樣品放(fang)在(zai)150℃在(zai)掃描(miao)電子顯微鏡(jing)和透射(she)電子顯微鏡(jing)下(xia)，觀察(cha)活性炭納米(mi)復(fu)合(he)(he)(he)材料的(de)納米(mi)結構和形狀。