Na_2HPO_4活化木材液化物碳纤维孔隙结构与表面化学结构

为了探究Na2HPO4活化处理引起的木材苯酚液化物碳纤维微细结构的变化,以Na2HPO4溶液为活化剂对杉木苯酚液化物碳纤维原丝进行了浸渍、干燥和不同温度的活化处理,对活性碳纤维的晶体结构、孔隙结构和表面化学结构进行了表征。结果表明:随着活化温度的上升,活性碳纤维的得率逐渐减小。活性碳纤维的晶体结构属于类石墨结构;随着活化温度上升,微晶层间距d002减小,而石墨片层平面尺寸Lc和Lc/d002增加。活化温度在600℃或700℃时,微孔率小于48vol%;当活化温度为800℃或900℃时,微孔率大于60vol%。活性碳纤维的微孔孔径主要集中在0.5~1.6nm范围内,中孔孔径主要分布在2.0~4.0nm范围内。随着活化温度的上升,纤维的比表面积和孔容积均逐渐增加,900℃时二者均达到最大值,此时的比表面积为1 306m2/g。C和O是活性碳纤维的基本元素,纤维表面大部分的含碳基团为石墨碳,含有少量的C—OH、CO和—COOH。研究为制备新型活性碳纤维和进一步探明活化剂同碳纤维分子之间相互作用提供参考。     

试制一种表面富含大孔的新型粘胶基活性碳纤维

以粘胶纤维为原丝,通过加入碱金属盐扩孔剂,采用化学和气体相结合的活化方法,成功制得了表面富含尺寸大于50nm的大孔活性碳纤维,并对可能的扩孔机理进行了初步探讨.     

中孔活性碳纤维的研究

活性碳纤维具有比表面积大，微孔分布窄，吸附容量大，吸附脱速度快等特点，但一般活性碳纤维属于微孔型，不能吸附大分子物质，使其应用受到限制。近年来，中孔活性碳纤维的研究拓宽了其应用领域。综述了中孔活性碳纤维的国内外研究进展，着重介绍了活化工艺法、金属催化法、非金属添加剂法等制备方法。     

高纯活性纳米γ型氧化铝的化学沉淀法合成及其性能表征

以硝酸铝为原料,碳酸铵为沉淀剂,通过加入少量表面活性剂,采用化学沉淀法获得前驱体,经热处理得到高纯活性γ型纳米氧化铝.研究了合成过程中的工艺影响因素,并使用DTA、XRD、BET、TEM、激光粒度及纯度分析等多种方法对γ-Al2O3的性能进行了表征.结果表明,所获得的γ-Al2O3属立方晶系,空间群为O7H-FD3M,原生晶粒平均尺寸为9nm左右,颗粒粒径为20nm左右,粒子大小分布均匀,比表面积为131.35m2/g,孔径分布为7～11nm,纯度不低于99.93%.采用该法制备高纯活性纳米γ-Al2O3,具有原料价格便宜,设备及操作过程简单,能有效除去杂质,粒子分散性好、环境污染小等优点,从而具有较好的工业化发展前景.     

双介孔SiO_2的原位合成及表征

以富含大孔或大介孔结构的硅胶为原料,在其上通过原位晶化合成具有小介孔-大介孔双孔分布的复合SiO2,并利用N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜等手段对SiO2的物化性能和孔分布进行了表征。结果表明,所制备的样品具有双孔分布,孔径分别在3和45nm左右;小介孔的孔结构与MCM-41介孔类似,负载于硅胶表面及大孔孔壁上;大介孔的孔径较硅胶孔径有所减小,但未被完全填充堵塞。通过改变TEOS/大孔硅胶及CTAB/TEOS的配比可以实现对双介孔SiO2孔分布的调控。     

几种活性碳纤维的结构及其吸氙性能研究

表征了几个系列的活性碳纤维及球状活性碳的孔结构，研究了这些多孔碳吸附材料在不同温度下对氙的吸附特征，并进一步研究了这些活性碳纤维对氙的吸附性能及其与孔结构的关系。结果表明，氙气在活性碳纤维上的吸附容量，并不随活性碳纤维的比表面积的增加而增大，而是与其孔径分布密切相关。其中，尤其以半径≤0.4nm的极微孔，最有利于氙的吸附，将上述的等温吸附数据用Langmuir吸附方程进行拟合，揭示这种结果是由于活性碳纤维中的窄孔（极微孔）对氙具有较高的吸附热所致。     

TiO2/Ag型抗菌活性碳纤维的制备和性能表征

采用涂覆和焙烧的简便方法,将载银二氧化钛(TiO2/Ag)均匀地沉积在活性碳纤维表面.利用扫描电镜、氮气吸脱附等对活性碳纤维结构进行表征,研究发现活性碳纤维的微孔结构、活性碳纤维的高吸附性能基本保持不变.利用改良抑菌圈法研究了这类TiO2/Ag活性碳纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌和链球菌的杀灭效果.结果表明,因Ag和TiO2相互协同作用,TiO2/Ag活性碳纤维的抗菌性大大提高,当Ag含量为0.5%时,在37°C培养4小时后,TiO2/Ag活性碳纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌就有很强的抗菌能力.由于TiO2特殊的光催化特性,使TiO2/Ag活性碳纤维不仅适用于水的净化抗菌处理,更适用于空气的净化抗菌处理.     

Al2O3涂层碳纤维/环氧基复合材料的性能研究

采用溶胶-凝胶法在碳纤维的表面涂覆了一层Al2O3涂层,透射电镜分析表明涂层中粒子的大小约为10nm,接触角分析表明涂层后碳纤维的表面张力有大幅提高.通过比较涂层前后碳纤维/环氧复合材料的力学性能发现,Al2O3涂层后复合材料的层间剪切强度,拉伸强度和弯曲强度分别提高了17.7%,4.8%和3.1%.扫描电镜分析表明,Al2O3涂层后的碳纤维与环氧树脂基体的结合更加紧密.且在碳纤维表面形成的Al2O3涂层在350℃～700℃能有效地减缓碳纤维环氧基复合材料的氧化失重速率.     

碳纤维增强SiO2气凝胶复合材料的制备及保温性能研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体,无水乙醇和去离子水为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂气凝胶,再以不同含量(0,1%,3%和5%（质量分数）)短切碳纤维为增强材料,在胶凝完成后,经过表面改性,采用常压干燥工艺,制备了碳纤维增强SiO₂气凝胶复合材料。采用XRD、SEM、FT-IR和孔径测试等方法对制备所得复合材料的微观结构、形貌、孔径分布和导热性能进行了测试分析。结果表明,碳纤维增强SiO₂气凝胶复合材料为典型的非晶态结构,属于毛细凝聚特征的介孔材料,碳纤维的掺杂并没有改变SiO₂气凝胶的晶态结构;未掺杂碳纤维的SiO₂气凝胶的颗粒相互堆搭,掺入碳纤维的SiO₂气凝胶颗粒的孔隙明显减小,孔洞结构较为完整,碳纤维的掺入填充了大尺寸孔隙,有助于气凝胶孔径分布区间的收窄,当碳纤维的含量为3%（质量分数）时,颗粒分布最佳;随着碳纤维含量的增加,复合材料的导热系数呈现出先降低后升高的趋势,当碳纤维的含量为3%（质量分数）时,样品的导热系数最低为0.019 W/（...     

电泳沉积法所制γ-Al2O3微孔膜的结构和性能的研究

以制得的Al(OH)3溶胶为电泳液，用电泳沉积法制备了平均孔径为4.6nm的γ-Al2O3微孔膜。采用SEM、孔径分布等测定方法考察了γ-Al2O3膜的微观形貌和孔结构，并研究了其气体透过性。结构表明，γ-Al2O3膜表面是平整的，未见明显开裂，且膜上有气孔存在。随着焙烧温度的升高，γ-Al2O3晶粒长大，形态变得更加规整，粒径大小均匀；孔径分布集中性降低，大孔比例、孔容及孔隙率都有显著增在，表明控制焙烧温度可调探孔大小及其分布。气体H2/N2和O2/N2可充分透过γ-Al2O3膜，其气体透过机理应为努森扩散为主。     

氟化活性炭纤维的制备及其憎水性

将活性炭纤维（ACF）和氟气反应制备了氟化活性炭纤维（FACF）。XPS的研究结果表明FACF的碳原子是以sp^3杂化轨道同氟原子形成共价键。αs图分析氮吸附等温线的结果表明，ACF氟化后其比表面积和微孔容积显著降低、微孔宽度基本不变。FACF对水的吸附量极小，微孔表面具有完美的憎水性和高稳定性。     

活性炭纤维研究与应用进展

活性炭纤维（ACF）是由有机纤维先驱体制得的一种理想的高效吸附材料。ACF以其特殊的表面化学结构和物理吸附特性广泛应用于环境保护、电子工业、化工、医疗卫生、低成本SiC纤维制备等领域。本文就ACF的结构与吸附特性、制备与应用等做了较系统的综述，并对其发展趋势做出了展望。     

炭纤维生物膜的形成机制——I、炭纤维表面特性对微生物固着化的影响

采用对比方法，借助化学分析、表面形态分析及生物相容性表征技术等系统地研究了以活性炭纤维、表面改性活性炭纤维作为细胞固着化载体的表面特性及对微物固着的影响。重点考察了纤维表面官能团、比表面积、润湿性等表面特性对微生物固着化的影响。研究结果表明：（1）炭纤维表面的吸附特性对微生物的初期固着起着重要的作用，具有高比表面积的活性炭纤维更易于微生物固着并挂膜。（2）炭纤维表面润湿性与某些酸性官能团的适量增加，有益于载体表面微生物的固着。（3）炭纤维尤其是活性炭纤维较市售有机高分子材料具有更加优异的生物相容性，前者的微生物固着化速率是后者的4倍－16倍。     

银型抗菌活性碳纤维的结构及其抗菌性能的研究

利用活性碳纤维的高效吸附性能 ,通过浸渍法把银、银盐等金属或金属化合物吸附沉积在活性碳纤维上 ,并对其进行适当处理 ,制备出含细小银化合物或金属银颗粒的活性碳纤维。利用扫描电镜 ,X 射线衍射 ,ICP发射光谱等分析测定方法研究了银型抗菌活性碳纤维的结构。研究了这类银型抗菌活性碳纤维对大肠埃氏杆菌 (Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌 (Staphylococlusaureus)的杀灭效果。结果表明 ,这类银型抗菌活性碳纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很强的杀灭能力 ,经其处理后 ,水中的大肠杆菌和金黄色葡萄菌被完全杀灭。对每次使用后被洗脱的银含量测定表明 ,水中所含银浓度低于饮水标准的要求     

Structure and antibacterial activity of silver-supporting activated carbon fibers

In this paper, several kinds of silver supporting activated carbon fibers (ACF-Ag) were prepared by the reduction adsorption on activated carbon fiber (ACF) activated with steam or H₃PO₄ using sisal, viscose and pitch fiber as precursors. Their pore structure and surface chemistry were characterized using nitrogen adsorption, XPS, WXRD and ICP quantitative analysis. Their antibacterial activities were tested. The results showed that metallic silver particle in micron or nano-scale size could be easily and dispersedly supported onto the surface of ACF using reduction property of ACF without largely decreasing their specific surface area. The ACF-Ag showed strong antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The antibacterial activity has closed relationship with the precursors, the method of activation, silver content and the specific surface area of the ACFs. Generally, higher silver content and higher specific surface area provide the materials stronger antibacterial activity. ACF activated with phosphoric acid, due to the presence of certain amount of organic phosphoric groups on the surface, showed stronger antibacterial activity than those activated with steam. The antibacterial materials can be easily regenerated without decreasing their antibacterial activity and without releasing large amount of silver from the solid phase.     

钩针工艺之于活性碳纤维/环氧树脂电路屏吸波复合材料的设计

通过钩针工艺将活性碳纤维(ACF)和玻璃纤维(GF)混编,提高了频率选择性表面(FSS)的可设计性和复杂性,制备了ACF钩针结构单元电路屏碳纤维/环氧树脂(ACF/EP)复合材料。研究了不同编织结构和ACF质量分数对复合材料吸波性能的影响。结果表明:ACF质量分数为100%的4针枣形FSS的ACF/EP复合材料和质量分数为50%的16针枣形FSS复合材料的最大反射损耗(RL)可以达到-50dB以上,有效吸收带宽(RL-10dB)达10GHz以上。复杂的钩针设计使ACF/EP复合材料的多孔结构增多,有效吸收带宽变宽,4针枣形结构具有较多不规整孔径使吸波效果显著。适量的ACF质量分数结合编织结构有利于获得理想的CF/EP吸波复合材料。     

PAN基ACF的结构表征-XPS与元素分析

采用Ｘ射线光电子能谱与元素分析研究了聚丙烯腈基活性炭纤维的表面与本体的元素组成,相对含量以及表面含氧官能团的类型。实验结果表明：ＰＡＮ基ＡＣＦ的主体元素组成为Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｈ。ＡＣＦ的表面Ｃ含量大于本体平均Ｃ含量,表面氧含量与Ｏ／Ｃ比小于本体氧含量与Ｏ／Ｃ比。其中Ｃ元素大多以类石墨中性碳形式存在,本体与表面碳氧基团则以羟基、醚基为主并伴有一定数量的羰基、羧基、内酯基等。实验表明可采用ＸＰＳ技术定量研究ＡＣＦ表面官能团的组成、类型、变化与数量。     

TiO_2和活性炭纤维复合物光催化降解亚甲基蓝

以粘胶基活性炭纤维(VACF)为基体,钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶浸渍涂覆法将二氧化钛(TiO2)负载于粘胶基活性炭纤维上,制备活性炭纤维负载的TiO2光催化复合物,通过控制活性炭纤维在溶胶中的浸泡时间,制得不同TiO2负载量的复合物。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了制备材料的形态结构,以质量浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液为目标降解物,测试了材料在紫外线光照下的催化性能。结果表明:紫外光直接照射对亚甲基蓝基本无降解作用,对活性炭纤维原样有一定作用;随着TiO2负载量的增加,复合物的吸附性能得到提高,对亚甲基蓝的降解作用也得到增强。     

Static Adsorption of Xenon on ACF at 257K

The static adsorption of xenon on active carbon fiber(ACF) at 257K was measured with ASAP2010 specific surface area and pore diameter distribution instrument by changing the working gas from nitrogen to xenon.Compared with grain activated carbon(GAC),the results were as follows(1)The adsorption performance of Viscose-based ACF(VACF-As)was the best among all absorbents tested.VACF-A3 was the superior xenon absorbent.The performance of pitch-based ACF(PACF-Cs)approached that of GAC,(2) Due to the difference of aperture distribution ,the adsorption performances of ACF with different radices were different under the same experiment conditions even though the specific surface area was similar,(3)There were some differences of adsorptive capacity among ACF absorbents which had the same radic,however there was not definite relationship between their specific surface area and adsorptive capacity,(4)The adsorption of xenon on all kinds of ACF agrees with Langmuir equation.(5)The adsorptiov curves can be fitted with a binomial equation.     

活性碳纤维载银工艺及其表面银颗粒的形态特征

以自制粘胶基活性碳纤维（ＡＣＦ）为载体，通过真空浸渍和真空热分解的方法在其表面沉积银，制得了载银活性碳纤维（ＡＣＦ（Ａｇ）。研究了载银工艺参数对ＡＣＦ（Ａｇ）的银含量、表面银颗粒大小、分布及形态的影响规律，提出了银颗粒的形核与长大机制；此外，还分析了银颗粒与ＡＣＦ结合力的影响因素。