活性炭如何制造活性炭納米纖(xian)維

　　在(zai)本介(jie)紹中，為(wei)改善活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對揮發性(xing)(xing)有(you)機(ji)化合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，制(zhi)(zhi)備了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭納米(mi)纖(xian)(xian)維的(de)(de)(de)復(fu)(fu)合(he)材料(liao)(VOC)呼(hu)(hu)吸(xi)機(ji)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)及其使(shi)用(yong)(yong)(yong)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭用(yong)(yong)(yong)硝酸(suan)鎳(nie)催(cui)化劑(ji)(ji)前體浸漬，碳(tan)納米(mi)纖(xian)(xian)維用(yong)(yong)(yong)催(cui)化學氣(qi)相沉積(ji)(CNF)直(zhi)接沉積(ji)在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭表面(mian)。在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭微孔(kong)中沉積(ji)的(de)(de)(de)催(cui)化劑(ji)(ji)顆粒上的(de)(de)(de)CNF被CO 恢復(fu)(fu)表面(mian)積(ji)和微孔(kong)。復(fu)(fu)合(he)材料(liao)的(de)(de)(de)結(jie)構表征(zheng)采(cai)用(yong)(yong)(yong)比(bi)表面(mian)(BET)分(fen)別與電(dian)子(zi)顯(xian)微鏡技術(shu)。苯(ben)(ben)、甲苯(ben)(ben)和二甲苯(ben)(ben)是制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)復(fu)(fu)合(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)(BTX)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，然(ran)后以顆粒形(xing)式(shi)用(yong)(yong)(yong)于有(you)機(ji)呼(hu)(hu)吸(xi)機(ji)。玻璃柱中的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)用(yong)(yong)(yong)于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)空氣(qi)樣品的(de)(de)(de)可調流速。*后，通過氣(qi)相色譜分(fen)析，在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)管中捕獲吸(xi)附(fu)(fu)(fu)柱中未吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)任何(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)物(wu)(wu)質。在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭 / 碳(tan)納米(mi)纖(xian)(xian)維上均勻地(di)形(xing)成(cheng)了具有(you)約10-20nm直(zhi)徑很薄的(de)(de)(de)CNF。用(yong)(yong)(yong)CO 2活(huo)(huo)(huo)化活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭/ 碳(tan)納米(mi)纖(xian)(xian)維制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)呼(hu)(hu)吸(xi)機(ji)筒(tong)的(de)(de)(de)突破時間為(wei)117分(fen)鐘(zhong)，比(bi)同重核(he)桃殼(ke)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)呼(hu)(hu)吸(xi)機(ji)筒(tong)明(ming)顯(xian)延長。

　　揮發性有(you)機化(hua)合物(VOC)它是一種可能在(zai)環境中造(zao)成(cheng)嚴重健康(kang)問題的化(hua)學(xue)污染物。苯、甲苯、二甲苯等揮發性有(you)機化(hua)合物(BTX)已(yi)知或懷(huai)疑是致癌物。

　　吸(xi)(xi)附(fu)劑對污染物(wu)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)是(shi)控(kong)(kong)制VOC*重要(yao)的(de)(de)排放方法之一。活性(xing)(xing)炭(AC)固定床形式的(de)(de)環境控(kong)(kong)制是(shi)*常用的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑。這是(shi)其(qi)內(nei)表面積和孔體(ti)積大，以(yi)及(ji)以(yi)低(di)成本吸(xi)(xi)收(shou)有(you)機蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)能力。這些特性(xing)(xing)使其(qi)*實用的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑之一通過空氣(qi)凈化器、呼(hu)吸(xi)(xi)器或(huo)個人保護設(she)備從吸(xi)(xi)入的(de)(de)空氣(qi)中去除(chu)有(you)毒氣(qi)體(ti)和蒸(zheng)汽。填充床中含有(you)活性(xing)(xing)炭顆粒，通過吸(xi)(xi)附(fu)劑吸(xi)(xi)收(shou)空氣(qi)中的(de)(de)有(you)機蒸(zheng)氣(qi)。

　　活性(xing)炭(tan)無結構，物理化學性(xing)質復(fu)雜。選擇性(xing)差，尤(you)其是(shi)芳香族化合物。活性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力受以下因(yin)素(su)的(de)限(xian)制：表面活性(xing)位點的(de)密度、吸(xi)附(fu)鍵的(de)活化能(neng)、非(fei)均相系統(tong)中吸(xi)附(fu)緩(huan)慢的(de)動力學和(he)不平(ping)衡、吸(xi)附(fu)劑(ji)表面及其吸(xi)附(fu)劑(ji)表面的(de)傳質速率(lv)尺(chi)寸相對較大。

　　為(wei)了克服上(shang)述限制(zhi)，提出了一(yi)種新型合成碳材料作為(wei)改善活(huo)性(xing)炭(tan)吸附性(xing)能的(de)候選人或裝飾因(yin)素。近年來(lai)，活(huo)性(xing)炭(tan)納米纖維受到(dao)越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)關注(zhu)和(he)廣泛的(de)研(yan)究。由(you)于其有趣的(de)性(xing)質（純(chun)度、機械強(qiang)度、高幾何表(biao)面等(deng)），它們被(bei)確定(ding)為(wei)特定(ding)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)材料，并有潛力作為(wei)吸附劑(ji)和(he)催化劑(ji)載體。

　　制造活性炭材(cai)料的(de)方(fang)法

　　這(zhe)次使(shi)用核桃(tao)殼來作為活(huo)性炭的(de)制作材料。氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀被用作生產(chan)活(huo)性炭*有(you)效的(de)化(hua)(hua)合物(wu)之一的(de)化(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)劑。然后(hou)初始粒度為0.21-0.35mm破碎(sui)、研(yan)磨(mo)和篩(shai)分(fen)核桃(tao)殼。然后(hou)將殼放(fang)入(ru)氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀溶液(ye)中，輕輕加(jia)熱2小時(shi)。然后(hou)把它們放(fang)在150℃烘(hong)箱干(gan)燥(zao)。然后(hou)在石(shi)英管反應器中碳化(hua)(hua)浸漬(zi)的(de)殼樣(yang)(yang)1小時(shi)。激活(huo)后(hou)，樣(yang)(yang)品在N 2流冷卻，0.5N用冷蒸餾(liu)水沖洗鹽酸兩次，去除任何殘留的(de)化(hua)(hua)學物(wu)質。110洗滌樣(yang)(yang)品℃在烤(kao)箱里干(gan)燥(zao)。制備具(ju)有(you)不同(tong)重(zhong)量比的(de)活(huo)化(hua)(hua)劑(氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀)到核桃(tao)殼并具(ju)有(you)不同(tong)活(huo)化(hua)(hua)溫度的(de)樣(yang)(yang)品，

　　碳納米纖(xian)維在活性炭上合成(cheng)催化劑(ji)

　　將先(xian)干活性(xing)炭浸(jin)泡在(zai)65中℃有規(gui)定(ding)量的鎳水(shui)(shui)溶(rong)液。大部(bu)分(fen)水(shui)(shui)分(fen)蒸發后，真空(kong)烘箱中的濕活性(xing)炭為120℃干燥2小(xiao)時(shi)。由常(chang)規(gui)水(shui)(shui)平管爐加熱的石英流反(fan)應(ying)器(qi)(直徑3cm，長(chang)度100cm)中合成(cheng)活性(xing)炭納米纖維。將指(zhi)定(ding)量的活性(xing)炭放置在(zai)反(fan)應(ying)器(qi)管中心的氧化鋁船皿中。

　　氫氣中的催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑為500℃還(huan)原2小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)，甲烷200cm 3 / min的速度在550℃在氧(yang)化(hua)(hua)鋁船上(shang)流動(dong)1小(xiao)(xiao)時(shi)，并被催(cui)(cui)化(hua)(hua)分(fen)解。納米碳通過化(hua)(hua)學氣相沉(chen)積(ji)(CVD)生長(chang)在交流載(zai)體材料上(shang)。采(cai)用酸(suan)處理(li)(li)去(qu)除催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑顆粒，純化(hua)(hua)活性炭(tan)納米纖維樣品(pin)。在超(chao)聲(sheng)波處理(li)(li)的幫(bang)助(zhu)下，樣品(pin)和(he)鹽酸(suan)(3)M)將硝酸(suan)混合12小(xiao)(xiao)時(shi)(2M)再混合12小(xiao)(xiao)時(shi)。

　　*后，用(yong)冷蒸餾(liu)水沖洗(xi)樣品，去除殘留的化(hua)學物質。110洗(xi)滌樣品℃在烤箱里干燥12小時(shi)。

　　通過控制量CO 2合(he)成(cheng)復合(he)物(wu)通過懸浮在爐內反(fan)應(ying)器管中的復合(he)物(wu)進行物(wu)理激活。樣(yang)品在爐內N 2流下(xia)加熱，指定反(fan)應(ying)溫度每分鐘(zhong)升高(gao)5℃，然后在450℃在溫度下(xia)保持5小時。然后將樣(yang)品放在150℃在掃描(miao)電(dian)子顯微鏡和(he)透射電(dian)子顯微鏡下(xia)，觀察活性炭納(na)米復合(he)材料的納(na)米結構和(he)形狀(zhuang)。