聚酰亞胺基活性炭的制備及性能的研究.pdf

1、活性炭通常是由富含碳的生物質(zhì)、煤炭、石油或煤化工產(chǎn)生的重質(zhì)組分為原料制備。但上述原料中含有大量的灰分，而醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域要求多孔碳材料具有較低的灰分含量。耐高溫聚合物如聚酰亞胺（Polyimide，PI）由于殘?zhí)扛摺⒁谆罨炜?，并且在加工過程中沒有任何無機(jī)添加劑，是優(yōu)質(zhì)的制備活性炭前體材料，非常適合制備高品質(zhì)的無灰級活性炭材料。
　　本論文以PI聚合物薄膜為前體，采用物理活化技術(shù)，成功地開發(fā)出超純低灰活性炭的制

2、備技術(shù)。全文首先考察了采用PI為原料制備活性炭可行性;氣體活化工藝條件參數(shù)，包括活化溫度、活化時(shí)間、和氣體用量對活性炭性能的影響，確定了制備活性炭的確切工藝參數(shù);其次，采用聯(lián)合活化制備活性炭，考察了聯(lián)合活化過程中活化工藝參數(shù)對制備活性炭吸附性能的影響，實(shí)驗(yàn)確定了聯(lián)合活化最佳工藝條件。最后，采用氮吸附、X射線衍射(XRD)、高分辨率透射電子顯微鏡(TEM)和紅外光譜(FT-IR)對活性炭孔結(jié)構(gòu)、表觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性能進(jìn)行分析;此

3、外，采用動態(tài)吸附法對比考察了實(shí)驗(yàn)室活性炭和商業(yè)活性炭纖維對乙醇和乙醚混合蒸汽的吸附性能。
　　結(jié)果表明:
　　1.采用水蒸汽制備活性炭的最佳反應(yīng)溫度和時(shí)間分別為880℃和30 min;采用二氧化碳制備活性炭的最佳反應(yīng)溫度為900℃、最佳反應(yīng)時(shí)間3h和最適宜流量200 ml/min。聯(lián)合活化最佳工藝條件為水蒸汽活化溫度850℃、活化時(shí)間15 min、水炭比為4;CO2活化溫度880℃、活化時(shí)間4h、氣體流量200 ml/min

4、。
　　2.采用氣體聯(lián)合活化制備活性炭的吸附性能顯著增強(qiáng)。在該活化方式下制備的活性炭具有無定形亂層石墨結(jié)構(gòu)，其BET比表面積可達(dá)到2186 m2/g，總孔容積1.068 cm3/g，孔徑集中在0～3 nm。
　　3.本實(shí)驗(yàn)室所制備的活性炭具有更大的有效孔容積，對乙醇與乙醚混合氣有優(yōu)異的吸附性能，其飽和吸附量分別為294 mg/g和320 mg/g;穿透吸附量分別為179 mg/g和192 mg/g;穿透時(shí)間也更長，達(dá)到了11