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活性炭纤维布担载纳米TiO_2及热处理工艺的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-14  来源:本网  作者:admin  浏览次数:55

  改性活性炭纤维表面化学结构的研究陈水挟、陈健良、武清毓(中山大学材料科学研究所,聚合物复合材料与功能材料教育部重点实验室,广州510275)活性碳纤维表面的化学性质除了影响其吸附性能外,也影响其电化学、催化、氧化还原、亲(疏)水性质。然而,许多与表面化学性质相关的问题至今仍未弄清楚。活性炭纤维表面的氧化基团的种类和含的表征,至今也没有一种能被普遍接受的简便的方法。本文试图通过铈盐氧化改性,并控制氧化的程度,达到控制活性炭纤维表面氧化性基团的种类和相对含ft的目的。同时,通过活性炭纤维热分解气体的原位红外光谱分析,以及与X射线光电子能谱分析相结合,更为详细地定量分析活性炭纤维的表面基团。

  研究结果表明,活性炭纤维经各浓度Ce处理后,孔径及其分布变化不大,但比表面积有一定的改变。用lOmmol/LCeOV)溶液处理后,ACF的比表面积和微孔表面积大幅下降,总孔平均孔径增大。

  推断由于活性炭纤维与低浓度铈盐溶液反应,导致一些脆弱的碳壁崩塌扩孔,而生成的含氧基团又堵塞了微孔,造成77K下氮的吸附童下降的缘故。

  X射线光电电子能谱分析表明,活性炭纤维经CeV)化学处理后,其表面的氧含量有明显的提篼,随铈盐浓度增强,改性活性炭纤维中羟基或敢轻基的含量逐渐减少,由单纯用蒸馏水浸泡或用稀硝酸处理后的约20%(占表面总原子数的百分比,以下同),减少至约10%(35mmol/LCe处理时);而随铈盐浓度的提高,活性炭纤维表面双键氧官能团(C=0、0C=0)含不断升篼,可见,铈盐处理后,活性炭纤维表面氧含置的提高,主要表现为以羰基或羧基的形式存在。

  ACF加热过程中分解产物的原位红外光谱分析表明,各改性活性炭纤维受热时,分解产物在2360cm1处(C02的特征吸收峰)的强度有明显的差别随改性剂铈的浓度的增加,该处的峰强度明显增强,显示其分解的C02的量明显增多。截取各改性活性炭纤维分解产物2360(1处的峰强度随温度的变化关系的分析表明,未改性的ACFO和低浓度铈盐处理的ACF15的表面基团,主要以相对较稳定的酚羟基占主导,而较高浓度铈盐处理的ACF表面则含有较多的羧基等基团,这与XPS的Cu峰的分峰结果是一致的。

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