活性炭高溫?zé)崽幚淼姆椒ㄓ心男?

• 來源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時(shí)間：2021-06-11點(diǎn)擊：1125次

• 　　活性炭高溫?zé)崽幚淼姆椒ㄓ心男?由于表面官能團(tuán)的種類和數(shù)量對(duì)ACF的吸附和催化性能有很大的影響，因此，一些研究人員通過對(duì)ACF進(jìn)行改性以更有效地挖掘活性碳纖維的潛力。當(dāng)前活性碳纖維的表面改性技術(shù)主要有化學(xué)溶液浸漬、高溫蒸餾、化學(xué)氣相沉淀、電極氧化、微波處理、氣反應(yīng)和低溫等離子體等。

  

  　　化學(xué)劑浸漬。

  　　將活性炭纖維用化學(xué)溶液浸漬，使其表面化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，從而提高了活性炭纖維的一定化學(xué)反應(yīng)和催化反應(yīng)能力的方法。各種化學(xué)溶液浸漬后均可獲得不同的改性效果，一般常用的化學(xué)溶液有硝酸、硫酸、雙氧水、磷酸、鹽酸等，也有NaOH、KOH、FeSO4、MnSO4、AgNO3、Co+等其他金屬化合物浸漬后得到的溶液。對(duì)活性碳纖維，硝酸浸漬法是最常用的表面改性方法之一，它的表面化學(xué)性質(zhì)容易發(fā)生變化，比表面積和孔結(jié)構(gòu)也容易發(fā)生變化。采用ACF作為處理液氧化載體，可提高催化劑的反應(yīng)活性。

  　　熱處理溫度。

  　　在惰性氣體(N2、He或Ar)的保護(hù)中，高溫?zé)崽幚硎峭ㄟ^對(duì)活性碳纖維在高溫下進(jìn)行熱處理來獲得所需的表面化學(xué)性能。采用高溫?zé)崽幚淼姆椒ǎ苡行У胤纸饣钚蕴坷w維表面的官能團(tuán)，改變其表面積、孔結(jié)構(gòu)和活性位數(shù)。在ACF高溫(850℃)熱處理后，IMochida等I發(fā)現(xiàn)ACF疏水性增強(qiáng)，而ACF表面官能團(tuán)分解釋放的表面缺陷位為NO吸附氧化作用的位點(diǎn)，熱處理雖能提高ACF的NO氧化作用的活性，但ACF對(duì)NO吸附作用的減弱。此外，熱處理后的碳表面發(fā)生官能團(tuán)分解，形成堿性無氧官能團(tuán)，表面碳原子具有一定程度的石墨化作用，石墨微晶中存在大量的游離π電子，使其具有堿性特征。S.S.Barton等測(cè)試碳表面酸堿位的人認(rèn)為，經(jīng)過熱處理的碳表面堿性位越多，可以獲得表面pH>10的表面，而降低六個(gè)酸性位的人則可能會(huì)增加一位。

  　　電極化。

  　　研究認(rèn)為，電極氧化法是一種高效、簡(jiǎn)便的提高活性碳表面吸附性能的表面處理方法。Park等采用ACF作為陽極，在NaOH溶液中進(jìn)行電解，使負(fù)離子吸附于ACF表面，并在HCI溶液中引入羥基、羧基等表面官能團(tuán);通過對(duì)HCI溶液中的電極進(jìn)行氧化處理，可獲得較為理想的改性效果，從而提高吸附能力。

  　　微波爐處理

  　　微波爐實(shí)際上也是一種熱處理方法，但是它的加熱時(shí)間短，電能利用率高，而且耗氣量小。該方法已成為碳素鋼表面處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。J.M.VNabais等采用該方法對(duì)ACFs進(jìn)行了改性，即對(duì)ACFs表面的酸性(羥基，羰基)進(jìn)行了分解或還原，引入了堿性基團(tuán)吡喃酮，從而改變了ACFs的表面化學(xué)性質(zhì)，ACFs通過該方法氧化后具有良好的表面化學(xué)穩(wěn)定性。

  　　冷等離子體。

  　　目前，低溫等離子體表面處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高分子聚合材料、紡織品、金屬及塑料制品的表面處理。修飾只發(fā)生在材料的表面層(幾個(gè)埃到微米級(jí))，對(duì)基體本身的性能沒有影響;作用時(shí)間短(幾秒到幾十秒)，效率高;沒有污染，不需要廢液、廢氣的處理，從而節(jié)約了能源，降低了成本;工藝簡(jiǎn)單，易于操作。利用低溫等離子技術(shù)對(duì)碳基材料進(jìn)行改性已成為新的研究熱點(diǎn)。本發(fā)明可以使碳材料的表面組成發(fā)生明顯的變化，從而降低接觸角，提高表面能量，同時(shí)由于表面功能基團(tuán)的引入可以提高碳材料的利用率。