熔融KOH介質中由瀝青基碳纖維和碳纖維復合材料制備活性碳纖維.pdf

1、活性碳纖維（Activated Carbon Fibers, ACF）是在碳纖維技術和活性碳技術的基礎上發(fā)展起來的新一代的多孔碳材料，具有較高的比表面積，和較大的孔體積，且表面含有易于與有機物結合的含氧官能團，使其具有極高的吸附性能?；钚蕴祭w維的吸附速度快，可加工成各種織物、氈、布等形態(tài)，廣泛應用于水凈化、空氣凈化等環(huán)境治理領域；此外，活性碳纖維對有機物有良好的吸附效果，可應用于食品、化工等行業(yè)，因此被認為是第三代最具應用前景的吸附材料

2、。但活性碳纖維制造成本高，而且不能連續(xù)化生產(chǎn)，限制了其應用。
　　本文分別以瀝青基碳纖維和碳纖維復合材料為原料，研究了熔融KOH介質中制備活性碳纖維的反應規(guī)律；利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察活性碳纖維的表面形貌，并探討溫度和時間對活性碳纖維表面形貌的影響；通過 N2吸附測試分析活性碳纖維的比表面積、孔徑及孔結構特征；以亞甲基藍（MB）為吸附質，測試分析活性碳纖維對有機染料的吸附去除效率；同時，本文對碳纖維復合材料的裂解產(chǎn)物進行了

3、分析表征。
　　首先，采用熔融KOH活化瀝青基碳纖維，研究了活化溫度和時間對活化碳纖維的形貌、比表面積和孔徑的影響。結果表明，活化溫度為350~550℃，只有在550℃下活化可以得到較好的活化效果，制備的活性碳纖維具有較高的比表面積、較窄的孔徑分布和較大的吸附性能。較低溫度下得到的碳纖維表面較光滑，與原碳纖維沒有明顯的差別。瀝青基活性碳纖維對MB有很好的吸附性能，用Langmuir方程擬合計算得到活性碳纖維的最大吸附量qm為278

4、 mg/g，且能快速達到吸附平衡。
　　進一步研究了在熔融KOH介質中一步法回收碳纖維復合材料制備活性碳纖維。與活化瀝青基類似，只有當活化溫度到550℃時可得到較好的活化效果，制得較大比表面積和較小孔徑分布的活性碳纖維。樹脂的氣體分解產(chǎn)物主要是H2（＞80％）和 CH4（~15%），并且氣體產(chǎn)量隨溫度的升高大幅度增加。液體分解產(chǎn)物主要為苯胺和芳香胺類化合物，這是DDM固化環(huán)氧樹脂中包含的雙酚A和DDM交聯(lián)結構斷鏈產(chǎn)生的。這種方法提