活性碳纖維的制備及其應用.pdf

1、活性碳纖維(Activated Carbon Fibers，ACFs)以其微小的孔徑尺寸、狹窄的孔徑分布、大的比表面積和表面含氧、氮或其它官能團等優(yōu)異的性能在污水處理、水深度凈化、有機溶劑回收、氣體凈化、大容量雙層電容器和燃料電池等方面得到了廣泛的研究，被認為是新世紀最有發(fā)展前景的吸附功能材料。本文利用水蒸氣鈷鹽催化活化制備活性碳纖維，通過改變活性碳纖維的制備工藝條件控制其孔徑分布，分析了不同工藝條件對活性碳纖維電極電容器的性能影響；建

2、立了活性碳纖維對甲苯動態(tài)吸附的測試方法，研究了不同孔徑分布的活性碳纖維對甲苯的動態(tài)吸附性能以及脫附再生性能。主要工作如下： 1、以通用級瀝青碳纖維為原料經催化活化制備不同孔徑分布的活性碳纖維。對比了未浸漬鈷鹽活化、浸漬鈷鹽活化并用稀酸清洗前后活性碳纖維的表面形態(tài)和孔結構及其孔徑分布，分析了活化劑用量和活化時間對孔結構及其孔徑分布的影響。研究結果表明，與未浸漬鈷鹽活化工藝相比，浸漬鈷鹽活化使得活性碳纖維表面大孔和中孔結構明顯增加；

3、經稀酸清洗后，表面孔隙結構更加豐富；改變活化劑用量可以控制孔徑分布；延長活化時間在一定程度上可以提高比表面積，孔徑分布保持不變。 2、采用直流循環(huán)充放電、循環(huán)伏安(cyclic voltammogram，CV)以及交流阻抗表征了活性碳纖維電極電化學性能。組裝成硬幣式兩電極模擬電容器測試其循環(huán)性能和漏電性能。電極性能的測試結果表明，浸漬鈷鹽活化并用稀酸清洗所得活性碳纖維電極的比電容高達197F·g<'-1>，較未浸漬鈷鹽活化樣品提

4、高50％。在1500mA·g<'-1>的條件下充放電，其比電容為163F·g<'-1>；經2000次循環(huán)后電容量提高了23％。 3、采用連續(xù)進樣氣相色譜法測定活性碳纖維對甲苯的動態(tài)吸附。研究了相同條件下不同比表面積活性碳纖維開始穿透時間、飽和吸附量與比表面積之間的關系，并與間歇進樣氣相色譜法進行了比較。研究結果表明，活性碳纖維對甲苯的吸附量與其比表面積之間有很好的相關性。開始穿透時間和活性碳纖維比表面積之間也存在相關性，在一定

5、程度上可作為表征活性碳纖維比表面積差異的指標之一。與間歇進樣氣相色譜法相比，連續(xù)進樣氣相色譜法操作簡單，可高效、快速測定活性碳纖維的穿透曲線，而且更能精確的描述穿透曲線。 4、研究了不同孔徑分布的活性碳纖維動態(tài)吸附甲苯的性能和活性碳纖維對不同濃度甲苯的吸附性能，分析了活性碳纖維孔徑分布開始穿透時間和動態(tài)吸附量的影響。研究結果表明，甲苯分壓很低時，活性碳纖維對甲苯動態(tài)吸附量可以達到最大吸附量的80％以上；活性碳纖維對甲苯的動態(tài)吸附