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活性炭纳米管的作用原理及影响因素


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【九正建材网】 活性炭纳米管的作用原理及影响因素这是一种在高比表面积活性炭时常采用的活化方法,称之为化学活化法。活化过程如下所示:将活性

活性炭纳米管的作用原理及影响因素

这是一种在高比表面积活性炭时常采用的活化方法,称之为化学活化法。活化过程如下所示:将活性炭纳米管(或石墨纳米管)浸渍到一定量的KOH 的溶液中,配制成混合浆液,然后进行超声处理;接着将混合浆液静置12h 后在110℃条件下干燥;所得混合物放入活化炉中,在氮气保护下按一定的升温速率加热到活化温度(600~1000℃),然后在此温度下恒温保持一定时间(30min至数小时),接着在氮气保护下自然冷却到室温;取出活化混合物,用盐酸浸泡1-3h且便溶液呈酸性,然后用去离子水反复冲洗至滤液呈中性,并滴人AgCl溶液后滤液中不生成白色沉淀为止,将清洗后的活性炭纳米管(或活性石墨纳米管)在110℃干燥12h称重。

硝酸处理对活性炭纳米管的影响

硝酸处理对活性炭纳米管和石墨纳米管的影响:硝酸氧化处理时间为24h 的条件下,考察硝酸的氧化处理对活性炭纳米管和石墨纳米管两种原料的影响,通过实验发现,在相同的氧化条件下,活性炭纳米管和活性石墨纳米管的收率不同,没有经过高温处理的MWCNT的收率只有15%,而经过高温处理的MWGNT 的收率是100%。石墨纳米管规整的结构是导致其具有优于活性炭纳米管的抗氧化性能的原因。

硝酸处理时间对活性炭纳米管收率的影响:纯浓硝酸 (2.6mol/L)回流氧化处理活性炭纳米管时,时间从1h到24h时活性炭纳米管的收率。发现相同的浓度,用硝酸对活性炭纳米管进行短时间处理,收率能达到100%,随着处理时间的增加,收率逐渐降低,时间延长到24h时收率只有15%。

混酸体系对活性炭纳米管的收率的影响

混酸体系对活性炭纳米管的收率的影响:馏混酸的氧化性很强,可以将未经石墨化处理的多壁活性炭纳米管氧化到难以回收的程度,这主要是因为未经石墨化的活性炭纳米管的结构规整性差,极易被氧化。混酸体系对结构规整性好的石墨纳米管的氧化作用,这样可以确定混酸的强氧化性与活性炭管结构规整性的相关程度。

在混酸中,随处理时间的增加,活性石墨纳米管的收率下降。当处理时间为60min时收率己经降低到13.6 ;当延长处理时间到120min后石墨纳米管也能被氧化到难以回收的程度。即使如此,石墨纳米管仍然显示出比活性炭纳米管在混酸中的抗氧化性好。这说明石墨纳米管比活性炭纳米管的结构规整性好,较难被氧化刻蚀。

活性炭装填密度的测试方法

活性炭装填密度的测试方法比较简单,就是将经过干燥的活性炭样品经振动加料器,按0.75~1.0mL/s 的速度自由落大一个适当大小的量筒内,量取所充填的体积并称量该己知活性炭的质量。

测量装填密度时应特别注意两点:其一是所用的充填方法不同;会产生不同的装填密度,GB标准规定量筒与进料器一起也要振动,而ASTM最新标准则规定仅仅加料器振动,量筒不振动;其二是所用的量筒的大小不同,也会产生不同的装填密度,GB标准规定所用的量筒的大小为100mL,不考虑所测试的活性炭样品的颗粒大小,ASTM标准则规定需根据待测活性炭颗粒的大小来选择量筒的大小,选择的依据是量筒的内径至少应该为按粒度分布方法测得的平均颗粒直径的10倍。另外,两个标准对装填密度的表示单位也不同,GB标准采用g/L表示,ASTM标准采用g/mL表示。

装填密度的大小和活性炭吸附性能及强度等指标有密切的关系,一般对于相同原料和工艺生产的活性炭产品而言,•装填密度越大,其强度越好,吸附性能越差,装填密度这项检测指标由于检测简单,又能基本判别活惟炭的活化程度而在活性炭生产、贸易和科研中经常被应用,是最常用的评价活性炭的指标之一。

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