X射线光电子能谱研究活性碳纤维表面结构

摘要

研制了各种不同结构的活性碳纤维。并用 X 射线光电子能谱对元素组成、相对含量、表面官能团类型以及原料、制备工艺的关系进行了全面的研究。用曲线拟合分峰技术对谱峰进行了数学处理。结果表明,C 和 O 是活性碳纤维的基本元素。采用不同原料和制备工艺,活性碳纤维表面还含有少量的 N、P、Ca 等杂原子。纤维表面碳大部分为类石墨碳,C—H是活性碳纤维一种不可忽略的基团。氧元素主要与碳生成表面含氧基团如 C—OH、C=O、C(?)及酯等。C—OH 与基体碳有一定程度的共轭。表面的氮主要以胺基或亚胺基形式存在。磷的结合态有氧化磷以及各种磷酸盐。未经活化的碳纤维,含氧官能团的含量及总含量不比相应活性碳纤维低,个别样品还高。活化过程的脱羧反应是导致活性碳纤维生成高比表面积的根本原因,提高活化温度或增加活化剂浓度时,活性碳纤维表面含氧量反而下降。