活性炭纤维（ACF）的制备、性能及在石油加工中的应用

介绍了国内外活性炭纤维（Activated cardon fiber ACF)制备工艺进展,这种新型材料的微孔结构决定了优异的吸附性能,预测了在石油加工中广泛的应用前景。     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

硅藻土-分子筛复合吸附材料的制备及其对苯酚吸附性能的研究

利用天然硅藻土和具有高效吸附能力的分子筛分别通过复配法、原位生长方法和二次生长法制备了硅藻土/分子筛复合吸附材料。用扫描电镜(SEM)对复合材料形貌进行分析。使用高效液相色谱(HPLC)研究了复合材料对苯酚的吸附性能。研究结果表明:复配法复合材料为硅藻土和分子筛之间相互混杂,各种组分独立发挥吸附作用;原位法与二次法复合材料是在硅藻土表面生长一层分子筛构成的复合结构,分子筛主要为吸附作用,硅藻土作为载体发挥截留和辅助吸附作用。二次法材料表面的分子筛生长程度优于原位法材料。与硅藻土相比,硅藻土/分子筛复合材料吸附能力有很大提升。     

PAN基中空活性炭纤维的制备及性能研究

讨论了用聚丙烯腈（PAN）基中空纤维为原料，采用KOH活化法制备中空活性炭纤维（ACHF）的活化过程。考察不同KOH质量浓度对中空活性炭纤维性能的影响。测量了比表面积和得率，孔径分布，用碘吸附值、亚甲基兰吸附值测定了中空活性炭纤维的吸附性能，用SEM观察了其表面结构。结果显示，KOH活化法得到的中空活性炭纤维具有窄的孔径分布，较大的比表面积和较高的得率。     

含偕胺肟基螯合纤维的制备及其吸附性能研究

用正交设计法研究腈结在碱的存在下,与羟胺反应制备含偕胺肟基螯合纤维的反应因素与吸附性能的关系; 探讨螯合纤维对金属离子的吸附特性并与水解腈给作比较; 用红外光谱表征了螯合纤维的化学结构.螯合纤维对An(3+),Cu(2+),Co(2+),Cd(2+),Pb(2+),Fe(3+),Zn(2+)等金属离子的吸附率为90%~100%,对An(3+)的饱和吸附量为140μg·mg(-1)。     

聚苯胺/氨纶复合导电纤维的制备工艺探讨

采用“现场”吸附聚合法制备聚苯胺／氨纶复合导电纤维。重点讨论聚合条件的改变，对纤维导电性能的影响，以获取制备聚苯胺／氨纶复合导电纤维的最佳工艺。研究结果表明：氧化剂的用量、掺杂剂浓度、苯胺单体浓度对纤维导电性能影响较显著；而反应时间、温度对纤维的导电性能影响不大。并对该导电纤维的力学性能进行了研究，结果表明，该纤维基本上保留了原有的力学性能，可进行下一步加工。     

KOH活化石油焦制备工艺对活性炭吸附性能的影响

以固-固混合方式,用KOH活化石油焦制备了高比表面积活性炭,研究了活化温度、碱炭比、原料粒度、活化时间、预处理温度及氮气流速等因素对活性炭的碘值和亚甲基蓝吸附值的影响,并用液氮吸附法分析了高比表面积活性炭的孔隙结构.结果表明:活化温度、碱炭比、原料粒度、活化时间,以及中间处理温度和氮气流速对活性炭的碘值和亚甲基蓝吸附值均有明显的影响;在一定的条件下,可制备出比表面积大于3000m2/g、比孔容积达1.80cm3/g、碘吸附值为2714mg/g、亚甲基蓝吸附值为510mg/g的活性炭.活性炭的吸附特性可以通过石油焦原料的改性和各种工艺条件的优化进行调控.     

热排空法测试复合吸附剂吸附脱附性能

采用热排空法进行了复合吸附剂吸附脱附性能测试试验.该方法在不使用真空泵的情况下将空气排出,使得系统内空气分压力小于2 Pa,符合国家标准对测试试验的要求.通过测定13X沸石原粉和整体成型复合吸附剂的吸附脱附性能得出:其测试值与文献值偏差小于8%,脱附过程和吸附过程中吸附床温度变化速率较高,分别为6.7℃/min和-13.7℃/min;对各个复合吸附剂性能的测试和比对得到复合吸附剂E,其脱附性能较好,将复合吸附剂E应用于太阳能冷管中的制冷系数COP约为0.24～0.28.     

生坯制备工艺参数对反应烧结SiC组织性能的影响

分析了生坯制备工艺参数对反应烧结SiC显微组织和性能的影响。结果表明:石油焦含量、石油焦和SiC粒径及成型压力影响生坯气孔率与碳含量的匹配,从而决定了反应烧结SiC材料的组织和性能。当石油焦加入量为ωC=10%,SiC和石油焦粒径为42μm。生坯成型压力为140MPa时,可获得最佳的组织及性能配合,材料的断裂强度和密度分别为310MPa和3.11g·cm-3。     

纯铝基泡沫铝材料的制备工艺

用熔体发泡法制备纯铝基泡沫铝.采取快速搅拌加发泡剂的方法,解决了在高于纯铝熔点温度下,发泡剂分解速度快而不利于均匀混合到熔体中的难点;重点研究了发泡时间对制得的纯铝基泡沫铝质量的影响.研究表明,制备质量优良的纯铝基泡沫铝材料的最佳工艺条件为:增黏剂金属钙的加入量为2%~3%;增黏搅拌时间为4~5 min;发泡剂的加入量为1.0%~1.5%;加发泡剂时熔体的温度为690~700℃;搅拌速度为1500~1800 r/min,搅拌时间为3 min,发泡剂控制在1.5 min内加完,发泡时间为4~5 min;自然冷却法冷却.压缩性能的检测结果表明,纯铝基泡沫铝的压缩强度比Al-Si合金泡沫铝的压缩强度...     

活性炭纤维静电植绒工艺研究

利用静电植绒技术,制成具有空气净化性能的活性炭纤维静电植绒制品.将植入绒毛量作为统一的评价标准,通过改变极板电压、极板距离以及植绒时间等3个工艺参数,分析其对单位面积植入绒毛量的影响.实验结果表明,单位面积植入绒毛量随着极板电压和植绒时间的增加而增加,随着极板距离的增加而减少.     

沸石分子筛主体-纳米客体复合材料的应用及研究现状

通过实例介绍了沸石分子筛主体-纳米客体复合材料在许多领域的应用及研究现状。     

椰壳制备空分炭分子筛的研究

提出了以椰壳为原料制备空气分离用炭分子筛的路线，并考察了不同工艺条件对炭化产物空分能力的影响，在体系中引入了适量的添加剂有助于改善粘接剂二次炭化中的调孔作用，用该法制备的分子筛的某些特征参数已接近进口分子筛的水平。     

变压吸附空分用椰壳基炭分子筛的制备

提出以椰壳预炭化料为骨料、酚醛树脂为黏结剂制备变压吸附空分制氮用炭分子筛的新工艺路线,包括成型、炭化、水蒸气活化、两步苯气相碳沉积调孔等主要工序;完善了炭分子筛的变压吸附空分评价手段,即以变压吸附空分为基本手段,结合变压吸附脱附尾气总量及其中O2浓度等参数分析,准确表征炭分子筛制备过程中样品的微孔孔容和孔径变化,从而实现对炭分子筛制备工艺参数的精确控制.所得的椰壳基炭分子筛具有较高的抗压强度,其变压吸附空分性能接近商业炭分子筛产品.     

一步活化法制备过程中H2O蒸气对聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACFs)结构性能的影响

以Courtaulds纤维为原料,采用连续化碳纤维生产线制备出稳定的预氧纤维,通过连续化活化炉进行预碳化和水蒸气物理一步活化,制备出具有高吸附性能和高拉伸强度的聚丙烯腈基活性碳纤维（PAN-ACFs）丝束。借助比表面积（BET）、广角X射线衍射（WAXD）、力学性能和碘吸附等表征测试手段研究了水蒸气量对PAN-ACFs孔结构及力学性能的影响。结果表明：在适当的活化时间、活化温度下,逐步增加水蒸气的流量,活性碳纤维的吸附能力先快速增大,而后稳定,最后再缓慢地增加;纤维的拉伸强度呈现出先增大后减小的变化趋势;当水蒸气流量为1g/min,起始的温度为650℃,高温区为850℃,活化时间为20min时,所制备的PAN-ACFs具有相对较高的吸附性能、力学性能和碳化收率。     

沥青基活性碳纤维的电容特性

以通用级沥青碳纤维为原料,经催化活化制备了用于超级电容器电极材料的活性碳纤维,对比了未浸渍钴盐活化、浸渍钴盐活化并用稀酸清洗前后活性碳纤维的孔结构及其孔径分布。采用直流循环充放电、循环伏安以及交流阻抗表征了活性碳纤维电极电化学性能,组装成硬币式两电极模拟电容器测试其循环性能和漏电性能。结果表明,与未浸渍钴盐活化工艺相比,浸渍钴盐活化使得活性碳纤维表面大孔和中孔结构明显增加,经稀酸清洗后的活性碳纤维表面孔隙结构更加丰富; 浸渍钴盐活化并用稀酸清洗所得活性碳纤维电极的比电容高达197F/g,较未浸渍钴盐活化样品提高50%; 在1.5A/g的条件下充放电,其比电容为163F/g,经2000次循环后电容量提高了23%。     

氢氧化锂-活性炭纤维材料的制备和性能试验

为防止高浓度CO2对人体的伤害,研制了一种氢氧化锂-活性炭纤维复合材料,来对CO2进行化学吸附,观察了通风工况和多级吸附方式对材料吸附性能的影响。结果表明：提高进风温度或降低进风速度使材料吸附率升高;而相对湿度对材料吸附率没有影响。在分别进行的3、6、10级吸附试验中。材料吸附率最大变化幅值为1．8％。该材料吸附二氧化碳的性能稳定,适合在地下工程、潜艇等湿度较高的密闭环境中使用。     

活性炭纤维纸的制备、结构及性能研究

采用湿法造纸工艺制备活性炭纤维纸(ACFP),探讨了分散剂、活性炭纤维与纸浆纤维配比对活性炭纤维纸的透气度、抗张强度、比表面积和微孔体积的影响。结果表明,分散剂可增加ACFP的抗张强度而对透气度影响较小,随活性炭纤维含量的增加,ACFP的透气度增加而抗张强度下降, ACFP具有与活性炭纤维类似的孔径大小和孔径分布, 二者的氮气吸附等温线均为I型等温线,吸附机理均为微孔填充,ACFP的形态结构为无序随机排列。     

MTES疏水改性SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的制备及结构表征

采用原位聚合法,以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为疏水改性剂,活性炭为载体,制备疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料。采用接触角分析仪、N2吸附法、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的表面特性和结构进行表征。结果表明:所制备的疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的接触角为156°、比表面积为759.2 m2/g、孔体积为4.38 cm3/g,最可几孔径是32nm,孔径主要分布为1～50 nm,疏水SiO2气凝胶均匀地分散于活性炭表面。     

CO2在H-STI分子筛中吸附的分子模拟研究

采用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了CO2分子在H-STI分子筛中的吸附.计算得到的吸附热和实验温度下吸附等温曲线与实验结果吻合较好.在此基础上,进一步预测了CO2分子在H-STI分子筛中的吸附性质.