活性炭纤维孔结构和表面含氧官能团对甲醛吸附性能的影响

摘要

通过对活性炭纤维(ACF)进行热处理和氧化改性得到具有不同比表面积、孔结构以及含氧官能团的ACF样品,并对这一系列样品进行甲醛吸附研究。实验结果表明,沥青基活性炭纤维(P-ACF)OG-5A具有最小的比表面积和孔容,具有最大的甲醛穿透容量。通过回归分析表明,ACF样品的甲醛穿透容量主要由孔径为0.9~1.8nm的孔的比表面积和孔容来决定,而不是取决于总比表面积和总孔容。P-ACFOG-7A的氧化改性显著提高了样品的甲醛吸附能力,其中浓HNO3改性后提升效果最为明显,改性后穿透容量为58.21mg/g,是未改性样品穿透容量的2.5倍。氧化改性ACF表面含氧量的增加使得甲醛吸附能力增强,进一步通过Boehm滴定实验和回归分析表明酸性含氧官能团(酚羟基、内酯基、羧基等)数量的增加是ACF样品甲醛吸附能力提升的主要原因。酸性含氧官能团富含C=O、C—OH等亲水基团,对甲醛的吸附十分有利。