活性炭如何制造活(huo)性炭納米纖維

　　在(zai)(zai)本(ben)介紹中，為改善活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對揮發性(xing)有機(ji)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)，制(zhi)備(bei)了(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和(he)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)納(na)(na)米(mi)(mi)纖維的(de)(de)(de)復(fu)(fu)(fu)合材料(VOC)呼吸(xi)機(ji)的(de)(de)(de)性(xing)能及其使用(yong)(yong)(yong)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)用(yong)(yong)(yong)硝酸鎳催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑前(qian)體浸漬(zi)，碳納(na)(na)米(mi)(mi)纖維用(yong)(yong)(yong)催(cui)化(hua)(hua)(hua)學氣相沉積(CNF)直接沉積在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面。在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)微(wei)孔中沉積的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑顆粒上(shang)的(de)(de)(de)CNF被CO 恢復(fu)(fu)(fu)表(biao)面積和(he)微(wei)孔。復(fu)(fu)(fu)合材料的(de)(de)(de)結構(gou)表(biao)征采用(yong)(yong)(yong)比(bi)表(biao)面(BET)分別與電子(zi)顯微(wei)鏡(jing)技術。苯(ben)、甲(jia)苯(ben)和(he)二甲(jia)苯(ben)是制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)復(fu)(fu)(fu)合吸(xi)附(fu)劑(BTX)吸(xi)附(fu)，然(ran)后(hou)以顆粒形式用(yong)(yong)(yong)于有機(ji)呼吸(xi)機(ji)。玻璃柱中的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)劑用(yong)(yong)(yong)于吸(xi)附(fu)空氣樣品的(de)(de)(de)可調流(liu)速。*后(hou)，通過氣相色譜分析，在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)管中捕獲吸(xi)附(fu)柱中未吸(xi)附(fu)的(de)(de)(de)任何吸(xi)附(fu)物(wu)質(zhi)。在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan) / 碳納(na)(na)米(mi)(mi)纖維上(shang)均勻(yun)地形成(cheng)了(le)具有約10-20nm直徑很薄的(de)(de)(de)CNF。用(yong)(yong)(yong)CO 2活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)/ 碳納(na)(na)米(mi)(mi)纖維制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)呼吸(xi)機(ji)筒的(de)(de)(de)突破時(shi)間為117分鐘，比(bi)同(tong)重核桃殼(ke)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)呼吸(xi)機(ji)筒明顯延長。

　　揮發性有機化(hua)合(he)(he)物(wu)(VOC)它是(shi)(shi)一(yi)種可能在環(huan)境中(zhong)造成嚴重健康(kang)問題的化(hua)學污染物(wu)。苯(ben)、甲(jia)苯(ben)、二甲(jia)苯(ben)等揮發性有機化(hua)合(he)(he)物(wu)(BTX)已(yi)知或懷疑是(shi)(shi)致(zhi)癌物(wu)。

　　吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對污染物(wu)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)是(shi)(shi)(shi)控制VOC*重要的排放方法(fa)之一。活(huo)性炭(tan)(AC)固定床形式(shi)的環境控制是(shi)(shi)(shi)*常用(yong)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)其內表面積(ji)和孔體積(ji)大，以及以低(di)成(cheng)本(ben)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收有機蒸氣(qi)的能力。這(zhe)些(xie)特性使其*實用(yong)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)之一通(tong)過(guo)空氣(qi)凈化器、呼吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)器或個人保護(hu)設備從吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)入的空氣(qi)中去除有毒氣(qi)體和蒸汽。填(tian)充床中含有活(huo)性炭(tan)顆(ke)粒(li)，通(tong)過(guo)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收空氣(qi)中的有機蒸氣(qi)。

　　活性(xing)炭無結構(gou)，物理化(hua)(hua)學性(xing)質復(fu)雜。選(xuan)擇(ze)性(xing)差，尤其是芳香族(zu)化(hua)(hua)合物。活性(xing)炭的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力受以下(xia)因(yin)素的(de)(de)限制：表(biao)面活性(xing)位點(dian)的(de)(de)密(mi)度、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)鍵的(de)(de)活化(hua)(hua)能、非均相系(xi)統中吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)緩慢的(de)(de)動(dong)力學和不(bu)平(ping)衡、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑表(biao)面及其吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑表(biao)面的(de)(de)傳(chuan)質速率尺寸相對較大。

　　為了克(ke)服上述限制(zhi)，提(ti)出(chu)了一(yi)種新型合成碳材料作為改善活(huo)性(xing)炭吸附性(xing)能的(de)候選人或(huo)裝飾因素(su)。近年來，活(huo)性(xing)炭納米纖維受到(dao)越來越多的(de)關注和廣(guang)泛的(de)研究。由于(yu)其有趣的(de)性(xing)質（純度(du)、機械強度(du)、高(gao)幾(ji)何表(biao)面等），它們被確定為特定的(de)活(huo)性(xing)炭材料，并有潛力(li)作為吸附劑(ji)(ji)和催化(hua)劑(ji)(ji)載體(ti)。

　　制(zhi)造活(huo)性炭材(cai)料(liao)的方法(fa)

　　這次(ci)使用(yong)核(he)(he)桃殼來作為活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)(de)制(zhi)作材料。氫(qing)氧化(hua)鉀被用(yong)作生(sheng)產活(huo)(huo)性炭(tan)*有效的(de)(de)化(hua)合物之一的(de)(de)化(hua)學活(huo)(huo)化(hua)劑。然(ran)后初始粒度(du)為0.21-0.35mm破碎、研(yan)磨和(he)篩分核(he)(he)桃殼。然(ran)后將(jiang)殼放入(ru)氫(qing)氧化(hua)鉀溶液(ye)中，輕(qing)輕(qing)加熱2小時。然(ran)后把它(ta)們放在150℃烘(hong)箱(xiang)干(gan)(gan)燥。然(ran)后在石英管反(fan)應器(qi)中碳化(hua)浸漬的(de)(de)殼樣(yang)1小時。激活(huo)(huo)后，樣(yang)品在N 2流冷卻，0.5N用(yong)冷蒸(zheng)餾水沖洗鹽酸兩次(ci)，去除任何殘留的(de)(de)化(hua)學物質。110洗滌樣(yang)品℃在烤(kao)箱(xiang)里干(gan)(gan)燥。制(zhi)備(bei)具有不(bu)同重量比的(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)劑(氫(qing)氧化(hua)鉀)到核(he)(he)桃殼并(bing)具有不(bu)同活(huo)(huo)化(hua)溫度(du)的(de)(de)樣(yang)品，

　　碳納(na)米(mi)纖維在(zai)活性炭上合成催化劑

　　將先(xian)干活性炭(tan)浸泡在65中℃有規(gui)(gui)定(ding)量(liang)的(de)鎳水溶液。大部分水分蒸發(fa)后，真空烘(hong)箱中的(de)濕(shi)活性炭(tan)為120℃干燥2小時。由常規(gui)(gui)水平管(guan)爐加熱的(de)石(shi)英流(liu)反應(ying)器(qi)(直徑3cm，長度100cm)中合成活性炭(tan)納米纖維。將指定(ding)量(liang)的(de)活性炭(tan)放(fang)置在反應(ying)器(qi)管(guan)中心的(de)氧化鋁船皿(min)中。

　　氫氣中的催(cui)化(hua)劑為500℃還原2小時(shi)后，甲烷200cm 3 / min的速(su)度在(zai)(zai)550℃在(zai)(zai)氧化(hua)鋁船上流(liu)動1小時(shi)，并被(bei)催(cui)化(hua)分解。納米(mi)碳(tan)通(tong)過化(hua)學氣相沉積(CVD)生(sheng)長在(zai)(zai)交流(liu)載體材料上。采用酸(suan)處(chu)理去除催(cui)化(hua)劑顆粒(li)，純(chun)化(hua)活性炭納米(mi)纖維樣品(pin)。在(zai)(zai)超聲波處(chu)理的幫助下(xia)，樣品(pin)和鹽(yan)酸(suan)(3)M)將硝酸(suan)混(hun)合12小時(shi)(2M)再混(hun)合12小時(shi)。

　　*后(hou)，用冷蒸餾水沖洗(xi)樣(yang)(yang)品(pin)，去除殘留的化學物質(zhi)。110洗(xi)滌樣(yang)(yang)品(pin)℃在烤箱里干燥12小時(shi)。

　　通過控制量CO 2合(he)(he)(he)成復(fu)合(he)(he)(he)物通過懸(xuan)浮在(zai)(zai)(zai)爐(lu)內(nei)反(fan)應器管(guan)中的復(fu)合(he)(he)(he)物進行物理激活。樣品在(zai)(zai)(zai)爐(lu)內(nei)N 2流(liu)下(xia)加熱，指定反(fan)應溫(wen)(wen)度每分(fen)鐘(zhong)升高5℃，然(ran)后在(zai)(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度下(xia)保持(chi)5小時。然(ran)后將樣品放在(zai)(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)(zai)掃描電(dian)子顯(xian)微鏡和透(tou)射電(dian)子顯(xian)微鏡下(xia)，觀察活性炭納米(mi)復(fu)合(he)(he)(he)材料的納米(mi)結構和形狀。