电纺PAN纳米纤维的石墨化调控及对NO的催化性能

为提高碳纳米纤维在接近室温下(20℃)对低浓度一氧化氮(NO,50 mg/L)的催化氧化性能,采用高压静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维,经预氧化、碳化和活化处理工艺,得到了具有高孔隙率和高比表面积结构的碳纳米纤维(PCNF);通过对纤维的碳化和活化温度(800、850、900、950℃)的调控,获得了一系列具有石墨化度且孔结构和比表面积可控的多孔碳纳米纤维;将制备的碳纳米纤维用于接近室温下(20℃)对低质量浓度NO(50 mg/L)的催化氧化脱除。结果表明:不同碳纳米纤维的石墨化度对低浓度的NO呈现出不同的催化活性,同时对碳纳米纤维的孔结构和比表面积也有规律性的影响,当石墨化度为0.85时对NO的催化氧化效率最大为3.4%。

炭纳米纤维在接近室温下对低浓度NO的催化氧化

采用聚丙烯腈(PAN)作为静电纺丝前驱体,通过静电纺丝法制备了炭纳米纤维,经预氧化和炭化处理,得到了孔隙率高、比表面积大的PAN基炭纳米纤维(PCNFs)。通过控制前驱体溶液的浓度,可以得到不同直径的PCNFs。制备的样品在室温(20℃)下能去除低浓度的NO(5×10^(−5))。结果表明,炭纳米纤维的微观结构可以影响其对NO的催化性能。CNFs直径越小,微孔越发达,比表面积越大,吸附和催化氧化效果越好。

沙柳纤维材料吸声降噪性能研究

将沙柳加工粉碎后与白乳胶和水混合,通过MN压力成型机制备沙柳纤维板吸声材料。采用驻波管传递函数法,研究纤维含水率、纤维细度、板材密度和厚度与沙柳纤维板吸声降噪性能的关系。结果表明,含水率降低,沙柳纤维越细,材料密度增大,材料的吸声系数与降噪系数增大,吸声降噪效果变好;随着厚度增加,吸声系数与降噪系数在低频段增大,在中频段差距减小。沙柳纤维板的平均吸声系数最佳可达到0.54。

石墨烯修饰的碳纳米纤维制备及其电热转换

为提高碳纳米纤维(CNF)的电热转换效率,改善其综合导热系数,采用静电纺丝法将氧化石墨烯(GO)添加到聚丙烯腈(PAN)纤维中,经过预氧化和碳化处理后制得具有三维导热网络的CNF/rGO复合纤维膜以提高其热传输效率,并考察不同石墨烯含量和碳化温度对CNF/rGO复合纤维膜导热性能的影响。结果表明:采用rGO修饰CNF复合薄膜可以有效提升其综合导热系数,改善其电热转换效率;CNF/rGO复合纤维膜的导热系数随着氧化石墨烯含量的增加而升高,随着碳化温度的升高而下降,当氧化石墨烯质量分数为20%、碳化温度为1100℃时,CNF/rGO复合纤维膜的导热系数为0.216 W/(m·K),比纯CNF提升了127%;当氧化石墨烯质量分数为5%、碳化温度为1000℃、电压为21 V、电流为0.51 A时,CNF/rGO复合纤维膜的表面温度最高可达251.9℃;但是,GO含量和碳化温度的升高会导致CNF/rGO复合纤维膜的力学性能下降。