活性炭如何制(zhi)造(zao)活性炭納米(mi)纖維(wei)

　　在本介紹中(zhong)，為改(gai)善活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)對(dui)揮發(fa)性有機(ji)化合(he)物的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)，制(zhi)備(bei)了活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)和(he)(he)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)納(na)米纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(VOC)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)的(de)(de)(de)(de)性能及其(qi)使用(yong)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)用(yong)硝酸鎳催(cui)化劑前體浸(jin)漬，碳(tan)(tan)納(na)米纖(xian)維用(yong)催(cui)化學氣(qi)相沉積(ji)(CNF)直接沉積(ji)在活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)表面。在活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)微(wei)孔(kong)中(zhong)沉積(ji)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化劑顆(ke)粒上(shang)的(de)(de)(de)(de)CNF被CO 恢復(fu)表面積(ji)和(he)(he)微(wei)孔(kong)。復(fu)合(he)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)結構表征采用(yong)比表面(BET)分別與電(dian)子(zi)顯微(wei)鏡技術(shu)。苯、甲(jia)苯和(he)(he)二甲(jia)苯是制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)吸(xi)(xi)附(fu)劑(BTX)吸(xi)(xi)附(fu)，然后以顆(ke)粒形式用(yong)于有機(ji)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)。玻璃柱(zhu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)劑用(yong)于吸(xi)(xi)附(fu)空氣(qi)樣品的(de)(de)(de)(de)可調(diao)流(liu)速。*后，通過(guo)氣(qi)相色譜分析，在活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)管中(zhong)捕獲(huo)吸(xi)(xi)附(fu)柱(zhu)中(zhong)未吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)任(ren)何吸(xi)(xi)附(fu)物質(zhi)。在活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan) / 碳(tan)(tan)納(na)米纖(xian)維上(shang)均勻地形成了具(ju)有約10-20nm直徑很薄的(de)(de)(de)(de)CNF。用(yong)CO 2活(huo)(huo)(huo)(huo)化活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)/ 碳(tan)(tan)納(na)米纖(xian)維制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)筒的(de)(de)(de)(de)突破時間為117分鐘，比同重核桃殼(ke)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)呼(hu)吸(xi)(xi)機(ji)筒明(ming)顯延長(chang)。

　　揮發(fa)性(xing)有(you)機化合(he)(he)物(wu)(VOC)它是(shi)一種可(ke)能在(zai)環(huan)境中造成嚴重健(jian)康問題的化學污染物(wu)。苯、甲(jia)苯、二甲(jia)苯等揮發(fa)性(xing)有(you)機化合(he)(he)物(wu)(BTX)已知或懷(huai)疑是(shi)致癌物(wu)。

　　吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)對污染物的(de)吸(xi)(xi)(xi)附是(shi)控(kong)(kong)制VOC*重要的(de)排(pai)放方法之(zhi)(zhi)一(yi)。活性炭(tan)(AC)固定(ding)床(chuang)形式的(de)環境(jing)控(kong)(kong)制是(shi)*常(chang)用的(de)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)。這是(shi)其內表面積和(he)孔體積大，以(yi)及以(yi)低成本吸(xi)(xi)(xi)收有(you)機(ji)蒸(zheng)氣(qi)(qi)的(de)能(neng)力。這些特性使其*實用的(de)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)之(zhi)(zhi)一(yi)通過空氣(qi)(qi)凈化器、呼吸(xi)(xi)(xi)器或個人保護設備從吸(xi)(xi)(xi)入的(de)空氣(qi)(qi)中(zhong)去除有(you)毒(du)氣(qi)(qi)體和(he)蒸(zheng)汽。填(tian)充床(chuang)中(zhong)含(han)有(you)活性炭(tan)顆(ke)粒，通過吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)吸(xi)(xi)(xi)收空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)有(you)機(ji)蒸(zheng)氣(qi)(qi)。

　　活(huo)性炭(tan)無結構，物理化學性質復雜。選擇性差，尤其(qi)是芳香族化合物。活(huo)性炭(tan)的(de)(de)吸附(fu)能力受以下(xia)因(yin)素(su)的(de)(de)限制：表面(mian)活(huo)性位點(dian)的(de)(de)密度、吸附(fu)鍵的(de)(de)活(huo)化能、非均相(xiang)系統中吸附(fu)緩(huan)慢的(de)(de)動力學和不(bu)平衡、吸附(fu)劑(ji)表面(mian)及其(qi)吸附(fu)劑(ji)表面(mian)的(de)(de)傳質速(su)率尺寸相(xiang)對較大(da)。

　　為了克服上述(shu)限制，提出了一種新型合成(cheng)碳材(cai)料作為改(gai)善活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)吸附(fu)性能(neng)的候(hou)選(xuan)人或裝飾因(yin)素。近年來(lai)，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)納米纖維受到越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的關注和廣泛的研究。由(you)于其有趣的性質（純度(du)、機械強度(du)、高(gao)幾何(he)表(biao)面等(deng)），它們被確定為特定的活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)材(cai)料，并有潛力作為吸附(fu)劑和催化劑載(zai)體(ti)。

　　制造活性(xing)炭材料的方法

　　這次(ci)使用(yong)核桃殼來作為(wei)活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)制(zhi)作材(cai)料。氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉀被用(yong)作生(sheng)產活(huo)(huo)性炭(tan)*有效(xiao)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)之一(yi)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。然后(hou)(hou)(hou)初始粒度(du)(du)為(wei)0.21-0.35mm破碎、研磨和篩分核桃殼。然后(hou)(hou)(hou)將殼放(fang)入氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉀溶液中(zhong)，輕輕加熱2小時。然后(hou)(hou)(hou)把(ba)它(ta)們(men)放(fang)在150℃烘箱干燥。然后(hou)(hou)(hou)在石英管反應器中(zhong)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)浸漬的(de)殼樣(yang)1小時。激活(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)，樣(yang)品在N 2流冷卻，0.5N用(yong)冷蒸餾(liu)水(shui)沖洗鹽酸兩(liang)次(ci)，去除任何殘(can)留的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學物(wu)質。110洗滌樣(yang)品℃在烤箱里干燥。制(zhi)備(bei)具(ju)有不(bu)同重(zhong)量比(bi)的(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉀)到核桃殼并具(ju)有不(bu)同活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)的(de)樣(yang)品，

　　碳納米纖維在活性(xing)炭(tan)上合成催化劑

　　將先干(gan)(gan)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)浸泡(pao)在(zai)65中℃有規定(ding)量的(de)鎳水(shui)溶液。大(da)部分(fen)水(shui)分(fen)蒸發后，真空烘箱(xiang)中的(de)濕活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)為(wei)120℃干(gan)(gan)燥2小時(shi)。由常規水(shui)平管(guan)爐(lu)加熱(re)的(de)石英流反應器(直徑3cm，長度100cm)中合成(cheng)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納米纖維(wei)。將指定(ding)量的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放置在(zai)反應器管(guan)中心的(de)氧化鋁船皿中。

　　氫氣(qi)中的(de)催化(hua)劑(ji)為500℃還原(yuan)2小(xiao)時(shi)后(hou)，甲烷200cm 3 / min的(de)速度在550℃在氧化(hua)鋁(lv)船上流動1小(xiao)時(shi)，并被催化(hua)分(fen)解。納米碳通過化(hua)學氣(qi)相沉積(ji)(CVD)生長(chang)在交(jiao)流載體材(cai)料上。采用酸處(chu)理去(qu)除(chu)催化(hua)劑(ji)顆(ke)粒，純(chun)化(hua)活性炭納米纖(xian)維樣(yang)品(pin)。在超聲波處(chu)理的(de)幫助下(xia)，樣(yang)品(pin)和鹽酸(3)M)將硝(xiao)酸混合12小(xiao)時(shi)(2M)再(zai)混合12小(xiao)時(shi)。

　　*后，用(yong)冷蒸餾水沖洗樣(yang)品(pin)(pin)，去除殘(can)留的化學物質。110洗滌(di)樣(yang)品(pin)(pin)℃在烤(kao)箱里干(gan)燥12小時。

　　通(tong)過(guo)控(kong)制量CO 2合成復合物(wu)通(tong)過(guo)懸浮在(zai)(zai)爐內(nei)反(fan)應器(qi)管中的復合物(wu)進行物(wu)理激活(huo)(huo)。樣(yang)品(pin)在(zai)(zai)爐內(nei)N 2流下加熱，指定反(fan)應溫(wen)(wen)度(du)(du)每分(fen)鐘升高5℃，然(ran)后在(zai)(zai)450℃在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)下保持5小時。然(ran)后將樣(yang)品(pin)放在(zai)(zai)150℃在(zai)(zai)掃描電(dian)子顯微鏡和透射電(dian)子顯微鏡下，觀察活(huo)(huo)性炭納米(mi)復合材料的納米(mi)結構(gou)和形狀。