活性炭纖維布擔載納米TiO_2及熱處理工藝的研究

時間:2017-8-14 8:58:00 來源:本網 添加人:admin

  改性活性炭纖維表面化學結構的研究陳水挾、陳健良、武清毓(中山大學材料科學研究所,聚合物復合材料與功能材料教育部重點實驗室,廣州510275)活性碳纖維表面的化學性質除了影響其吸附性能外,也影響其電化學、催化、氧化還原、親(疏)水性質。然而,許多與表面化學性質相關的問題至今仍未弄清楚。活性炭纖維表面的氧化基團的種類和含的表征,至今也沒有一種能被普遍接受的簡便的方法。本文試圖通過鈰鹽氧化改性,并控制氧化的程度,達到控制活性炭纖維表面氧化性基團的種類和相對含ft的目的。同時,通過活性炭纖維熱分解氣體的原位紅外光譜分析,以及與X射線光電子能譜分析相結合,更為詳細地定量分析活性炭纖維的表面基團。

  研究結果表明,活性炭纖維經各濃度Ce處理后,孔徑及其分布變化不大,但比表面積有一定的改變。用lOmmol/LCeOV)溶液處理后,ACF的比表面積和微孔表面積大幅下降,總孔平均孔徑增大。

  推斷由于活性炭纖維與低濃度鈰鹽溶液反應,導致一些脆弱的碳壁崩塌擴孔,而生成的含氧基團又堵塞了微孔,造成77K下氮的吸附童下降的緣故。

  X射線光電電子能譜分析表明,活性炭纖維經CeV)化學處理后,其表面的氧含量有明顯的提篼,隨鈰鹽濃度增強,改性活性炭纖維中羥基或敢輕基的含量逐漸減少,由單純用蒸餾水浸泡或用稀硝酸處理后的約20(占表面總原子數的百分比,以下同),減少至約10(35mmol/LCe處理時);而隨鈰鹽濃度的提高,活性炭纖維表面雙鍵氧官能團(C=0、0C=0)含不斷升篼,可見,鈰鹽處理后,活性炭纖維表面氧含置的提高,主要表現為以羰基或羧基的形式存在。

  ACF加熱過程中分解產物的原位紅外光譜分析表明,各改性活性炭纖維受熱時,分解產物在2360cm1處(C02的特征吸收峰)的強度有明顯的差別隨改性劑鈰的濃度的增加,該處的峰強度明顯增強,顯示其分解的C02的量明顯增多。截取各改性活性炭纖維分解產物2360(1處的峰強度隨溫度的變化關系的分析表明,未改性的ACFO和低濃度鈰鹽處理的ACF15的表面基團,主要以相對較穩定的酚羥基占主導,而較高濃度鈰鹽處理的ACF表面則含有較多的羧基等基團,這與XPS的Cu峰的分峰結果是一致的。

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