苯并噁嗪基磁性納米碳纖維的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其吸附性能的研究.pdf

1、隨著近年來經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，資源儲備量與社會消耗速度之間的不平衡引起的危機(jī)不斷暴露在公眾的視野里。因此，當(dāng)今世界范圍內(nèi)的科學(xué)研究活動都正在以環(huán)境友好型和資源集約型為導(dǎo)向進(jìn)行不斷探索，對于整個人類社會而言，既有充分的實用功能性又適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展趨勢的材料所產(chǎn)生的意義將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其本身的經(jīng)濟(jì)價值。碳纖維作為十分重要的戰(zhàn)略資源，它的生產(chǎn)和科研活動一直倍受世人關(guān)注。短短幾十年間，從具有高模量高強(qiáng)度輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料到具有高比表面積豐富孔隙結(jié)構(gòu)活性碳纖維

2、，碳纖維材料的應(yīng)用范圍不斷在擴(kuò)大，戰(zhàn)略意義愈發(fā)深遠(yuǎn)，但較為局限的碳源物質(zhì)限制了碳纖維的產(chǎn)能和結(jié)構(gòu)調(diào)控，制備工藝的局限性也使得纖維直徑無法達(dá)到一個更為理想的標(biāo)準(zhǔn)，在部分領(lǐng)域的應(yīng)用還需突破瓶頸技術(shù)等等。隨著納米科技的興起，對碳纖維材料多元化發(fā)展是一個非常難得的契機(jī)，因此碳納米纖維的研究逐漸成為新的熱點
　　 本課題針對目前研究的熱點選取一種有別于常規(guī)碳源的苯并噁嗪酚醛纖維作為制備碳納米纖維的前驅(qū)體材料，結(jié)合靜電紡絲技術(shù)對纖維直徑實現(xiàn)

3、有效細(xì)化，通過活化碳化制備具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的多孔碳納米纖維，并在此基礎(chǔ)上向碳纖維內(nèi)部引入磁性組分，以期在實現(xiàn)吸附功能后獲得快速的分離富集效果。
　　 具體實驗工作展開如下:考察以苯并噁嗪樹脂作為高分子聚合物前驅(qū)體制備酚醛基活性碳納米纖維的過程，選擇以純苯并噁嗪碳源和苯并噁嗪/聚丙烯腈復(fù)合碳源作為兩個平行試驗組實施;通過運(yùn)用類型豐富的多種測試表征技術(shù)，對碳納米纖維成型過程中表界面物理化學(xué)性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行觀察和描述，在對比

4、分析的基礎(chǔ)上研究以靜電紡絲法纖維原絲制備酚醛基碳納米纖維的微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及其特征。
　　 1.選擇苯并噁嗪型酚醛樹脂作為碳纖維材料的主要碳源，成功制備了碳納米纖維，重點研究碳納米纖維制備過程中各階段纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，對這種新型碳納米纖維材料形成了初步認(rèn)識。
　　 2.結(jié)合靜電紡絲技術(shù)在載體納米纖維膜表面實現(xiàn)了苯并噁嗪分子的原位聚合，成功制備了具有良好磁性的苯并噁嗪碳納米纖維材料，并且對其在水體有機(jī)污染物