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《北京化工大学》 2000年
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活性碳纤维纸及其功能化研究

马智勇  
【摘要】:本文探讨了活性碳纤维纸(ACFP)的制备及其功能化的途径。在确定的打浆工艺条件下,首先分析了制备ACFP的过程中,两个重要参数:分散剂PAM的用量和活性碳纤维(ACF)与纸浆(PULP)的配比对ACFP的纸性能和孔结构参数的影响,结果表明PAM的用量对ACFP的透气度影响不明显,ACFP的抗张强度随着PAM用量的增加而增加;然后用扫描电镜观察ACFP的表面形貌,发现ACFP的结构为无序结构,ACF能较均匀地分散在纤维素纤维之间。通过对ACF与ACFP的氮气吸附等温线的分析,表明ACFP的吸附机理仍然是微孔体积填充。 其次,本文探讨了阳极氧化表面处理方法和添加纳米二氧化钛光催化剂的方法对ACF及ACFP进行功能化。在对ACF进行阳极氧化表面处理时,发现在阳极氧化表面处理的三个影响因素中,电解质浓度对处理效果的影响最大。较优的阳极氧化表面处理工艺条件为电解质浓度3%,电流强度1.6A,电解时间150s。然后,运用一系列分析测试手段,包括比表面积和孔径分布测试、XPS、XRD和SEM,比较了氧化前后ACF与ACFP的结构差异,揭示了阳极氧化表面处理能提高ACF与ACFP吸附性能的原因是ACF的阳极氧化表面处理过程分为两个阶段。首先,阳极氧化表面处理可使ACF表面的无定形碳被氧化,形成微孔,增加了ACF的比表面积;然后,随着氧化刻蚀的不断进行,ACF被过度刻蚀,微晶碳被氧化刻蚀掉,部分微孔将发生扩孔,有部分微孔之间的隔断被打通,形成中孔和大孔,使ACF的比表面积下降。结果表明,如果采取适当的阳极氧化条件,可以同时增加ACF的表面含氧官能团数目和比表面积,从而使ACF吸附性能有较大的提高。经表面氧化处理的ACF与纸浆成纸,可明显提高其ACFP的抗张强度。 在添加纳米二氧化钛到ACFP中时,分析了不同纳米TiO_2,含量对ACFP的抗张强度、透气度和吸苯量的影响,发现ACFP的抗张强度和透气度均表现出随着纳米TiO_2,百分含量的增加而减小的趋势。比较有无紫外光照射的条件下ACF/纳米TiO_2,复合纸的吸苯量,表明纳米TiO_2,附载在ACF上产生了协同效应。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TS761

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【参考文献】
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