活性炭如何制造活性炭納米纖維

　　在本介紹中(zhong)(zhong)，為(wei)改善(shan)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)揮發性(xing)(xing)(xing)有機(ji)(ji)化(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，制(zhi)備了活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)和(he)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)納米(mi)纖維的(de)(de)(de)復合材料(VOC)呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能及其使(shi)用。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)用硝酸鎳催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)前體(ti)浸漬(zi)，碳(tan)納米(mi)纖維用催(cui)化(hua)(hua)學氣相沉積(CNF)直(zhi)接沉積在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表面。在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)微(wei)孔中(zhong)(zhong)沉積的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)顆(ke)粒上的(de)(de)(de)CNF被(bei)CO 恢復表面積和(he)微(wei)孔。復合材料的(de)(de)(de)結構表征采用比(bi)表面(BET)分別與(yu)電子顯(xian)(xian)微(wei)鏡技術(shu)。苯、甲苯和(he)二(er)甲苯是制(zhi)備的(de)(de)(de)復合吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，然后(hou)以顆(ke)粒形(xing)式(shi)用于有機(ji)(ji)呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)。玻璃柱(zhu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)用于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)空(kong)氣樣(yang)品(pin)的(de)(de)(de)可調(diao)流速(su)。*后(hou)，通過氣相色譜(pu)分析，在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)管中(zhong)(zhong)捕(bu)獲吸(xi)(xi)附(fu)(fu)柱(zhu)中(zhong)(zhong)未吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)任(ren)何吸(xi)(xi)附(fu)(fu)物質。在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan) / 碳(tan)納米(mi)纖維上均勻地形(xing)成了具(ju)有約10-20nm直(zhi)徑很薄的(de)(de)(de)CNF。用CO 2活(huo)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/ 碳(tan)納米(mi)纖維制(zhi)備的(de)(de)(de)呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒的(de)(de)(de)突破時間為(wei)117分鐘，比(bi)同重核桃殼活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)制(zhi)備的(de)(de)(de)呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)機(ji)(ji)筒明(ming)顯(xian)(xian)延長。

　　揮發性有機化合物(VOC)它是(shi)(shi)一種可能在環(huan)境(jing)中造成嚴重健康(kang)問題的化學(xue)污染物。苯、甲(jia)苯、二(er)甲(jia)苯等揮發性有機化合物(BTX)已(yi)知(zhi)或懷(huai)疑是(shi)(shi)致癌(ai)物。

　　吸附(fu)劑(ji)對污染(ran)物的(de)(de)(de)吸附(fu)是控制VOC*重(zhong)要的(de)(de)(de)排放方法(fa)之(zhi)一。活性(xing)炭(tan)(AC)固定床形(xing)式的(de)(de)(de)環(huan)境控制是*常用(yong)的(de)(de)(de)吸附(fu)劑(ji)。這(zhe)(zhe)是其(qi)內表(biao)面積和孔體積大，以及以低成本吸收有機蒸(zheng)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)能力(li)。這(zhe)(zhe)些特性(xing)使其(qi)*實用(yong)的(de)(de)(de)吸附(fu)劑(ji)之(zhi)一通(tong)過空氣(qi)(qi)凈化(hua)器(qi)、呼吸器(qi)或個人保護設備(bei)從吸入的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)中(zhong)去除有毒氣(qi)(qi)體和蒸(zheng)汽。填(tian)充床中(zhong)含有活性(xing)炭(tan)顆(ke)粒，通(tong)過吸附(fu)劑(ji)吸收空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)有機蒸(zheng)氣(qi)(qi)。

　　活(huo)(huo)性炭無(wu)結構，物理化學性質復雜(za)。選擇性差，尤其是芳(fang)香(xiang)族(zu)化合物。活(huo)(huo)性炭的(de)吸附能力受以下因素的(de)限制：表面(mian)活(huo)(huo)性位點的(de)密(mi)度(du)、吸附鍵的(de)活(huo)(huo)化能、非(fei)均相系(xi)統(tong)中(zhong)吸附緩慢的(de)動(dong)力學和不平衡、吸附劑(ji)表面(mian)及其吸附劑(ji)表面(mian)的(de)傳質速(su)率(lv)尺寸相對較大(da)。

　　為(wei)(wei)了克服上述(shu)限制，提出了一(yi)種新型合成(cheng)碳(tan)材料作(zuo)為(wei)(wei)改善(shan)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附性(xing)(xing)能的(de)候選人或裝飾因素(su)。近年(nian)來，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)納米纖維(wei)受到越(yue)來越(yue)多的(de)關注和(he)廣泛的(de)研(yan)究。由于其有趣(qu)的(de)性(xing)(xing)質（純度(du)、機械強(qiang)度(du)、高幾何表面等），它們被確定(ding)為(wei)(wei)特定(ding)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)材料，并有潛力(li)作(zuo)為(wei)(wei)吸附劑和(he)催(cui)化(hua)劑載體。

　　制造活性(xing)炭材料(liao)的方法

　　這次使用(yong)(yong)核桃殼來(lai)作(zuo)為活(huo)性(xing)炭的(de)制作(zuo)材料。氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鉀被用(yong)(yong)作(zuo)生產活(huo)性(xing)炭*有(you)效的(de)化(hua)(hua)(hua)合物之(zhi)一的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)活(huo)化(hua)(hua)(hua)劑。然(ran)后初(chu)始粒度為0.21-0.35mm破碎(sui)、研磨和篩分(fen)核桃殼。然(ran)后將殼放入氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鉀溶液(ye)中，輕(qing)(qing)輕(qing)(qing)加熱2小(xiao)時(shi)。然(ran)后把它們放在150℃烘箱(xiang)(xiang)干燥。然(ran)后在石英管(guan)反應器中碳(tan)化(hua)(hua)(hua)浸漬的(de)殼樣1小(xiao)時(shi)。激活(huo)后，樣品(pin)在N 2流冷卻，0.5N用(yong)(yong)冷蒸餾水沖洗(xi)鹽酸(suan)兩次，去除任何殘留的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)物質(zhi)。110洗(xi)滌樣品(pin)℃在烤箱(xiang)(xiang)里干燥。制備具(ju)有(you)不(bu)同重量比的(de)活(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鉀)到核桃殼并具(ju)有(you)不(bu)同活(huo)化(hua)(hua)(hua)溫度的(de)樣品(pin)，

　　碳(tan)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)在活性炭上合成催化劑(ji)

　　將先(xian)干活(huo)性(xing)(xing)炭浸泡在(zai)65中℃有規(gui)定量的(de)(de)(de)鎳(nie)水溶液(ye)。大部分水分蒸發后，真空烘箱(xiang)中的(de)(de)(de)濕活(huo)性(xing)(xing)炭為120℃干燥2小時。由常規(gui)水平管(guan)(guan)爐加熱的(de)(de)(de)石(shi)英(ying)流反應器(直徑3cm，長度100cm)中合(he)成活(huo)性(xing)(xing)炭納米纖(xian)維。將指定量的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭放(fang)置在(zai)反應器管(guan)(guan)中心(xin)的(de)(de)(de)氧化鋁船皿(min)中。

　　氫氣中的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)劑(ji)為500℃還原2小時(shi)后，甲(jia)烷200cm 3 / min的(de)(de)(de)速(su)度在550℃在氧化(hua)(hua)鋁船上(shang)流動1小時(shi)，并被催化(hua)(hua)分(fen)解。納米碳通過(guo)化(hua)(hua)學氣相(xiang)沉積(CVD)生(sheng)長在交流載體(ti)材料上(shang)。采用酸(suan)(suan)處理去除(chu)催化(hua)(hua)劑(ji)顆粒(li)，純化(hua)(hua)活性炭納米纖維(wei)樣(yang)品。在超聲波(bo)處理的(de)(de)(de)幫助下(xia)，樣(yang)品和(he)鹽酸(suan)(suan)(3)M)將硝酸(suan)(suan)混(hun)合(he)12小時(shi)(2M)再混(hun)合(he)12小時(shi)。

　　*后(hou)，用冷(leng)蒸餾水沖洗樣(yang)品，去除殘留的(de)化學(xue)物質。110洗滌(di)樣(yang)品℃在烤箱里干燥12小時。

　　通(tong)過(guo)控制量CO 2合(he)成復合(he)物(wu)通(tong)過(guo)懸(xuan)浮(fu)在(zai)爐(lu)內反(fan)應器管中的(de)復合(he)物(wu)進行物(wu)理激活。樣品在(zai)爐(lu)內N 2流下(xia)加熱，指定反(fan)應溫度(du)每(mei)分鐘升高5℃，然后(hou)在(zai)450℃在(zai)溫度(du)下(xia)保持(chi)5小時。然后(hou)將樣品放在(zai)150℃在(zai)掃描(miao)電(dian)子顯微(wei)(wei)鏡(jing)和透射電(dian)子顯微(wei)(wei)鏡(jing)下(xia)，觀察活性炭納米復合(he)材料的(de)納米結構(gou)和形狀。