煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的制备及电化学性能

煤沥青碳含量高、缩合芳环含量高、杂质含量低,是制备碳材料的优质碳源。以煤沥青为碳源,聚丙烯腈高分子聚合物为骨架,采用静电纺丝法制备煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布,是实现煤沥青高值化和清洁化利用的重要途经之一。以等体积丙酮/二硫化碳混合溶剂萃取煤沥青,获得精制煤沥青萃取物,继而与聚丙烯腈混合制备纺丝溶液,在静电纺丝设备上制备前驱体纤维无纺布。前驱体纤维无纺布经预氧化、炭化和活化处理制备煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布。采用高分辨率扫描电子显微镜(SEM)表征了不同质量比的前驱体纤维无纺布、碳纤维无纺布的形貌。前驱体纤维无纺布由连续的长丝所构成,呈现出网状结构,表面平滑,说明煤沥青萃取物和聚丙烯腈表现出良好的融合性和可纺性。采用BET测试分析了不同质量比的活性碳纤维无纺布的比表面积和孔分布特征,其中AC-E65表现出最大的孔容量和比表面积(2 541.8 m^(2)/g)。通过循环伏安测试、恒电流充放电测试和电化学阻抗谱测试研究了煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的电化学性能。煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的双电层电容特性明显,倍率性能和可逆性能优异,循环性能良好,尤其是煤沥青萃取物质量比为70%时,煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布表现出优良的电化学性能:电流密度为1 A/g时,比电容可达到186.3 F/g,循环充放电2 000次比电容保留率为95.2%。因此,以聚丙烯腈为纤维骨架,煤沥青为填充基质,结合静电纺丝法能有效实现煤沥青/聚丙烯腈复合碳纤维无纺布的制备,并表现出良好的电化学性能。

用于吸附式制冷的CaCl_2活性碳纤维布复合吸附剂孔隙特征研究

利用浸渍法制备了活性碳纤维布氯化钙复合吸附剂,并利用ASAP2020M装置测试了复合吸附剂和活性碳纤维布孔隙分布特征。通过对比不同氯化钙含量的复合吸附剂孔隙分布规律,得出了氯化钙在活性碳纤维布孔道中的填充规律。结果表明,氯化钙以逐层覆盖的方式填充入活性碳纤维布孔道中。

活性碳纤维在VOCs处理装置中吸附性能的探讨

随着我国对挥发性有机污染物(VOCs)的排放要求越来越严格,研究相应的VOCs处理技术对于空气净化具有重大意义。文章研究吸附法去除挥发性有机污染物,以活性炭纤维布(ACF布)作为吸附材料,环己烷作为VOCs的代表物,通过正交实验探讨风速、ACF布数量、ACF布孔、环己烷流量等因素对ACF布吸附性能的影响。实验结果表明:ACF布数量增加,能够有效提高吸附性能;风速增大会延长饱和吸附时间,降低饱和吸附量;ACF布孔的存在虽然不利于吸附性能,但能降低风机的运行功率,且使用的ACF布越多效果越明显;环己烷流量加大会缩短饱和吸附时间,提高饱和吸附量。

微波氩气等离子体对吸附于碳布的对硝基苯酚的降解研究

对硝基苯酚(PNP)广泛存在于水体中,且对生物体具有极大的毒性作用。吸附法被认为是去除废水中PNP的经济有效的方法,但吸附只完成了PNP的转移,如何绿色高效地降解吸附剂上的PNP仍是一个挑战。本文提出利用碳纤维高效吸附PNP,采用微波氩气等离子体实现PNP的绿色高效降解。实验结果表明,经过在气体压强为500 Pa时处理2 min得到的样品降解效率可以高达99.94%,体现了采用微波等离子体技术降解PNP的优越性。此外,共存的镍离子对降解效果没有影响,共存的水分降低了降解效率。