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活性炭產品用于室內空氣凈化-活性炭纖維(ACF)表面改性在室內空氣品質方面的應用

發布時間:2021/8/26 9:02:35 瀏覽次數:161
文章來源:嵩山科技網絡部 作者:嵩山科技小編

活性炭纖維(ACF)表面改性在室內空氣品質方面的應用  

ACF表面存在少量親水性和含氧的官能團,ji大地影響其吸附性能。通過對ACF表面簡單的氧化(氣相氧化或液相氧化)、氨化(800℃以下ACF與NH3反應)、氫化、堿化或高溫(800~1000℃)處理后,可以改變其表面含氧、含氮官能團數量以及親疏水性基團,便可增加對不同酸堿性氣體的吸附能力,這對室內空氣品質方面應用廣泛。

ACF通過本體或表面摻雜不同的金屬粒子達到不同的改性目的。為賦予ACF抗菌功能,目前主要的措施是載銀。銀的殺菌機理比較流行的觀點是接觸殺菌,當銀與細菌等接觸時,微量的銀滲透到細菌體內,與細菌體內的蛋白質發生作用,其新陳代謝受阻以達到抗菌目的。載銀ACF中Ag的含量主要通過Ag的含量、Ag的顆粒大小、分散情況和抗菌性能來表征。狹小空間的惡臭污染的治理由于其嗅覺閾值比較小,分布比較分散,而成為室內空氣治理的難題。通過負載金屬鹽類,改造ACF的納米孔體系的微表面結構,可以增加對惡臭物質的親和性,而且還可以促進其催化轉化。通過Cu溶液浸漬方法,制備高性能的消臭材料。在2.5%弱酸性Cu(Ac)2溶液中,浸漬處理得到的Cu2-ACF的Cu的負載量比較大,而且分散性比較好。在Cu2-ACF的制備過程中,碳石墨微晶遭到一定的破壞,納米孔體系有一定的損失,表面微結構發生了變化,Cu2-ACF的微孔體系表面均勻分散著超細的Cu(Ac)2微粒。

活性碳纖維在吸附揮發性有機物方面效果也很明顯。當含VOCS的氣態混合物與ACF接觸時,利用表面存在這未平衡的分子吸引力或化學鍵力,把混合氣體中VOCS組分吸附在ACF表面。

眾所周知,氮氧化物和一氧化碳氣體是大氣污染的主要物質,它們會引起光化學煙霧的形成,還會直接與生物體的血紅朊結合而引起中毒。某些特殊室內空氣中氮氧化物和一氧化碳氣體含量超標,吸附除去或催化轉化氮氧化物和一氧化碳是重要的治理手段。中山大學材料所使用負載銅-鈷的活性碳纖維催化還原NO(NH3為還原劑)已經取得較好的效果。同時,中山大學材料科學研究所符若文等采用浸漬法制備了鈀和銅化合物為主的系列金屬基活性碳纖維,用氣相色譜等手段對所制金屬基活性碳纖維對NO和CO的吸附和催化性能進行研究。實驗結果表明:負載二價鈀的活性碳纖維對CO有突出的吸附能力,隨著鈀載負量增大,樣品對CO的吸附容量增加,動態吸附穿透時間延長,采用銅/鈀混合物負載比用單組分鈀可提高對CO的動態吸附效率,節省把的用量。經400℃熱處理的負載鈀活性碳纖維在300℃以上的催化溫度對CO/NO混合氣體有很高的催化轉化率,在合適條件下達100%。

在脫除NOX,方面,由于NO的臨界溫度為180K,所以在室溫下,它是超臨界氣體;而NO2的沸點是294K,所以很少的微孔物質可以吸附 NOX。Kaneko K等在活性碳纖維上負載α-FeOOH、β-FeOOH或以H2SO4氧化改性有效地提高了材料對NO等無機氣體的吸附。天津大學傅志強等以VACF為載體沉積了超細氫氧化鐵制備的VACF/α-FeOOH復合碳吸附材料,通過大量的性能試驗結果表明,VACF/α-FeOOH對低濃度的NO2氣體吸附速度快,吸附容量大,吸附效率高,連續吸附NO2氣體達47h才穿透,穿透容量是VACF的3倍,而且吸附效率高達99.4%。在NO2氣體濃度超標的車間、實驗室等場所使用該種吸附材料,能大量降低NO2濃度,達到凈化空氣的目的。中山大學材料科學研究所陸耘等在銅系和鎳系ACF催化劑研究的基礎上,進一步研究了銅-鈷復合型ACF催化劑對NO的催化還原作用,系統研究了復合催化劑的制備方法、反應條件等對催化劑活性的影響,實驗結果表明,Cu(NO32-Co(NO32-ACF復合催化劑中兩種組分有協同效應,它比單組分催化劑不僅具有更高的催化還原NO活性,NO轉化率可高達94%,且溫度適應范圍廣,催化劑壽命長。

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