溶液噴射紡納米活性碳纖維的制備及性能研究.pdf

1、納米活性碳纖維(activated carbon nanofiber, ACNF)因其所具有的納米結(jié)構(gòu)與特殊的孔結(jié)構(gòu)性能被公認(rèn)為是高性能纖維材料之一，可用于催化劑及催化劑載體、儲氫設(shè)備、超級電容器電極、選擇性吸附劑等領(lǐng)域。有效提高ACNF的比表面積和制備效率具有重要的實(shí)踐意義。
　　本文提出來一種以聚丙烯腈(PAN)為原料的基于溶液噴射紡絲技術(shù)-前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備ACNF的新方法。探討了溶液噴射紡絲對工藝對PAN納米纖維形貌結(jié)構(gòu)的影

2、響，并分別研究KOH和CO2活化工藝對ACNF纖維形貌和結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。在KOH活化工藝中，分別增加浸漬比和活化溫度均可增加ACNF的比表面積和孔體積，其中浸漬比的影響效果更為顯著。采用浸漬比為3，在800℃下活化得到的ACNF比表面積達(dá)2921 m2/g，總孔體積為2.714 cm3/g。在CO2活化工藝中，分別增加CO2流量和活化溫度均可增加ACNF比表面積和孔體積，其中活化溫度的影響效果更為顯著。采用CO2流量為30 mL/min

3、，在900℃下制備的ACNF比表面積達(dá)2431 m2/g，總孔體積為2.315 cm3/g。
　　論文最后將ACNF應(yīng)用于苯酚廢水吸附處理，分別研究了KOH活化ACNF與CO2活化ACNF的吸附等溫線以及吸附動力學(xué)行為，研究表明:ACNF吸附劑具有微孔尺寸最接近苯酚分子直徑0.43 nm，且微孔體積較大的吸附苯酚容量高;ACNF吸附苯酚速率非常高，在30 min內(nèi)能完成90％的吸附量，吸附過程均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。ACNF對苯酚