磷酸活化粘胶基活性炭纤维的研究符若文张永成曾汉民(中山大学聚合物复合材料及功能材料教育部重点。从(a)的C1s能谱图看,300C碳化活化的纤维的C1s是一个连续的宽峰,说明纤维表面是一种复杂的碳氢氧结构,包括基、羰基、羧基等结构随着碳化活化温度上升,氧元素不断被排除,在500*C时,纤维表面的含氧基团中双键氧基团如羰基和羧基等(结合能在287 ~290eV)明显减少,但羟酚基含量仍然较大,并且结构形式更加统一,所以在结合能286.3eV出现一个分离的小峰。当碳化活化温度达到700C以上时,氧元素进一步被排除,286. 3eV的小峰也消失,又成为了一个在高结合能端连续展宽的谱峰,这时候的纤维表面碳氧结构与水蒸汽活化的活性炭纤维相似从(b)Ols能谱图看到,随着碳化活化温度从30C上升到500C时,双键氧部分的能谱峰(结合能在529.5eV)不断减弱,这是由于羰基和羧基的脱除所至但700C以后,双键氧部分的能谱峰又增加,这是磷氧基团形成以及部分碳深度氧化的缘故VACF-P表面磷原子的结合状态如(c)所示除了300C制备的样品其P2p峰较宽且结合能在约134-135eV之外,其余温度活化的样品的P2p峰结合能均在133eV这与水蒸汽活化的活性炭纤维中的磷(主要为五氧化二磷,结合能约137eV)完全不同,这种纤维的P2p能谱峰随碳化活化温度从350C升到830C时结合能从134eV慢慢飘到132.7eV这说明磷酸与粘胶纤维的作用机理与剑麻的作用机理有所不同这是因为,粘胶纤维为较纯的纤维素结构,而剑麻纤维除了纤维素组份,还含有半纤维素、胶质以及金属离子,所以,后者与磷酸的反应过程更加复杂。
3结论aVACF~P的孔结构是以微孔为主,大多数孔的孔径小于2nm随着碳化活化温度的上升,在300-500C出现纤维的孔径分布加宽,而总孔容增大,500C以后至700C,出现孔径收缩,微孔面积下降,700C以后又出现总孔容和0.5~1nm微孔的孔容增大的结果。活化剂磷酸的浓度增大时,所制备的活性炭纤维含有更多1~3nm的5符若文,刘玲,陆耘等。活性碳纤维吸附的研究,I不同工艺制备的活性碳纤维的性能比较|J|.离子交换与吸附,1998,84%,纤维表面含一定量磷元素,并且温度高时含磷量更高更多的表面含氧基团,而且是碳化活化温度越低的纤维含氧基团越多,其含氧基团主要为羟基醚基、羰基、羧基等磷原子主要以多聚磷酸的形式存在虽然在高温时碳氧基团含量下降,但磷氧基团含量却有力tt