苯并噁嗪基磁性納米碳纖維的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其吸附性能的研究.pdf

1、隨著近年來經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，資源儲備量與社會消耗速度之間的不平衡引起的危機不斷暴露在公眾的視野里。因此，當(dāng)今世界范圍內(nèi)的科學(xué)研究活動都正在以環(huán)境友好型和資源集約型為導(dǎo)向進行不斷探索，對于整個人類社會而言，既有充分的實用功能性又適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展趨勢的材料所產(chǎn)生的意義將遠遠大于其本身的經(jīng)濟價值。碳纖維作為十分重要的戰(zhàn)略資源，它的生產(chǎn)和科研活動一直倍受世人關(guān)注。短短幾十年間，從具有高模量高強度輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料到具有高比表面積豐富孔隙結(jié)構(gòu)活性碳纖維

2、，碳纖維材料的應(yīng)用范圍不斷在擴大，戰(zhàn)略意義愈發(fā)深遠，但較為局限的碳源物質(zhì)限制了碳纖維的產(chǎn)能和結(jié)構(gòu)調(diào)控，制備工藝的局限性也使得纖維直徑無法達到一個更為理想的標(biāo)準(zhǔn)，在部分領(lǐng)域的應(yīng)用還需突破瓶頸技術(shù)等等。隨著納米科技的興起，對碳纖維材料多元化發(fā)展是一個非常難得的契機，因此碳納米纖維的研究逐漸成為新的熱點
　　 本課題針對目前研究的熱點選取一種有別于常規(guī)碳源的苯并噁嗪酚醛纖維作為制備碳納米纖維的前驅(qū)體材料，結(jié)合靜電紡絲技術(shù)對纖維直徑實現(xiàn)

3、有效細化，通過活化碳化制備具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的多孔碳納米纖維，并在此基礎(chǔ)上向碳纖維內(nèi)部引入磁性組分，以期在實現(xiàn)吸附功能后獲得快速的分離富集效果。
　　 具體實驗工作展開如下:考察以苯并噁嗪樹脂作為高分子聚合物前驅(qū)體制備酚醛基活性碳納米纖維的過程，選擇以純苯并噁嗪碳源和苯并噁嗪/聚丙烯腈復(fù)合碳源作為兩個平行試驗組實施;通過運用類型豐富的多種測試表征技術(shù)，對碳納米纖維成型過程中表界面物理化學(xué)性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的變化進行觀察和描述，在對比

4、分析的基礎(chǔ)上研究以靜電紡絲法纖維原絲制備酚醛基碳納米纖維的微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及其特征。
　　 1.選擇苯并噁嗪型酚醛樹脂作為碳纖維材料的主要碳源，成功制備了碳納米纖維，重點研究碳納米纖維制備過程中各階段纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，對這種新型碳納米纖維材料形成了初步認識。
　　 2.結(jié)合靜電紡絲技術(shù)在載體納米纖維膜表面實現(xiàn)了苯并噁嗪分子的原位聚合，成功制備了具有良好磁性的苯并噁嗪碳納米纖維材料，并且對其在水體有機污染物