表面大孔型粘膠基活性碳纖維的制備及致孔機(jī)理研究.pdf

1、課題研究成功制備了一種具有較高強(qiáng)度的粘膠基活性碳纖維。具體研究了以下內(nèi)容：
　　 (1)制備了具有一定強(qiáng)度的大孔活性碳纖維。首先，分別采用粘膠基預(yù)氧化絲和粘膠基碳纖維為原料，經(jīng)濃度為0.1mo1/L的NaCl和H3PO4混合溶液浸漬預(yù)處理后，分別在700℃、800℃、900℃以及1000℃采用物理-化學(xué)活化法，用水蒸氣活化制備出了表面富含大孔的活性碳纖維，發(fā)現(xiàn)活化溫度對(duì)粘膠基活性碳纖維成孔及得率、密度、表面截面形貌、比表面積、纖

2、維拉伸強(qiáng)度等性能具有極大的影響，隨著活化溫度升高，得率、密度及拉伸強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，而纖維表面大孔數(shù)量、比表面積及含氧基團(tuán)比例則逐漸升高。其中在900℃活化所得的活性碳纖維，表面大孔分布、比表面積、孔徑分布以及強(qiáng)度等綜合性能優(yōu)于其他溫度段制備出的樣品。并且，采用粘膠基碳纖維制備出的活性碳纖維強(qiáng)度要高于粘膠基預(yù)氧化絲活化所得的樣品。同時(shí)我們還探討了不同鹽溶液對(duì)孔成形的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)濃度為0.1mo1/L的NaH2PO4溶液浸漬預(yù)處理后所制備出

3、的活性碳纖維表面大孔的形狀及大小分布較均勻，纖維表面大孔沿纖維的徑向排列，而且其比表面積比經(jīng)Na2HPO4或Na3PO4處理獲得的活性碳纖維高，但強(qiáng)度要比后兩者略低。
　　 (2)探討了活性碳纖維表面大孔產(chǎn)生的機(jī)理。通過FTIR、XPS、TGA、XRD、SEM等多種分析手段，我們發(fā)現(xiàn)加入的浸漬預(yù)處理劑發(fā)揮了類似催化劑作用，即引入催化活性點(diǎn)，并增加了其結(jié)構(gòu)的不均勻性。浸漬預(yù)處理劑也增加了活化中心數(shù)目，而活化中心正是碳纖維和氣化劑反