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活性炭高温热处理的方法有哪些?

  • 来源:广东冠森炭业科技有限公司q 更新时间:2021-06-11点击:87次
  •   活性炭高温热处理的方法有哪些?由于表面官能团的种类和数量对ACF的吸附和催化性能有很大的影响,因此,一些研究人员通过对ACF进行改性以更有效地挖掘活性碳纤维的潜力。当前活性碳纤维的表面改性技术主要有化学溶液浸渍、高温蒸馏、化学气相沉淀、电极氧化、微波处理、气反应和低温等离子体等。

    活性炭高温热处理的方法有哪些?

      化学剂浸渍。

      将活性炭纤维用化学溶液浸渍,使其表面化学性质发生变化,从而提高了活性炭纤维的一定化学反应和催化反应能力的方法。各种化学溶液浸渍后均可获得不同的改性效果,一般常用的化学溶液有硝酸、硫酸、双氧水、磷酸、盐酸等,也有NaOH、KOH、FeSO4、MnSO4、AgNO3、Co+等其他金属化合物浸渍后得到的溶液。对活性碳纤维,硝酸浸渍法是最常用的表面改性方法之一,它的表面化学性质容易发生变化,比表面积和孔结构也容易发生变化。采用ACF作为处理液氧化载体,可提高催化剂的反应活性。

      热处理温度。

      在惰性气体(N2、He或Ar)的保护中,高温热处理是通过对活性碳纤维在高温下进行热处理来获得所需的表面化学性能。采用高温热处理的方法,能有效地分解活性炭纤维表面的官能团,改变其表面积、孔结构和活性位数。在ACF高温(850℃)热处理后,IMochida等I发现ACF疏水性增强,而ACF表面官能团分解释放的表面缺陷位为NO吸附氧化作用的位点,热处理虽能提高ACF的NO氧化作用的活性,但ACF对NO吸附作用的减弱。此外,热处理后的碳表面发生官能团分解,形成碱性无氧官能团,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离π电子,使其具有碱性特征。S.S.Barton等测试碳表面酸碱位的人认为,经过热处理的碳表面碱性位越多,可以获得表面pH>10的表面,而降低六个酸性位的人则可能会增加一位。

      电极化。

      研究认为,电极氧化法是一种高效、简便的提高活性碳表面吸附性能的表面处理方法。Park等采用ACF作为阳极,在NaOH溶液中进行电解,使负离子吸附于ACF表面,并在HCI溶液中引入羟基、羧基等表面官能团;通过对HCI溶液中的电极进行氧化处理,可获得较为理想的改性效果,从而提高吸附能力。

      微波炉处理

      微波炉实际上也是一种热处理方法,但是它的加热时间短,电能利用率高,而且耗气量小。该方法已成为碳素钢表面处理技术研究的热点之一。J.M.VNabais等采用该方法对ACFs进行了改性,即对ACFs表面的酸性(羟基,羰基)进行了分解或还原,引入了碱性基团吡喃酮,从而改变了ACFs的表面化学性质,ACFs通过该方法氧化后具有良好的表面化学稳定性。

      冷等离子体。

      目前,低温等离子体表面处理技术已广泛应用于高分子聚合材料、纺织品、金属及塑料制品的表面处理。修饰只发生在材料的表面层(几个埃到微米级),对基体本身的性能没有影响;作用时间短(几秒到几十秒),效率高;没有污染,不需要废液、废气的处理,从而节约了能源,降低了成本;工艺简单,易于操作。利用低温等离子技术对碳基材料进行改性已成为新的研究热点。本发明可以使碳材料的表面组成发生明显的变化,从而降低接触角,提高表面能量,同时由于表面功能基团的引入可以提高碳材料的利用率。

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