活性炭纤维对no气体吸附性能的研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 活性炭纤维对 NO 气体吸附性能的研 究进展 【摘 要】本文主要介绍了活性 炭纤维对 NO 气体的吸附性能特点，同 时还分别介绍了单纯活性炭纤维、物理 改性和化学改性活性炭纤维在吸附 NO 气体方面的研究成果。 中国论文网 /8/view-12815395.htm 【关键词】活性炭纤维；吸附性 能；NO；研究进展 活性炭纤维（ACF）是一种新型 高效的多功能材料，具有比颗粒活性炭 更大的吸附容量和更佳的吸附动力学性 能以及很大的比表面积，良好的孔结构， 丰富的表面基团，高效的原位脱氧能力， 其化学稳定性也较好，因而在气体净化 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 领域得到广泛的运用，包括对于 NO 的 良好吸附及催化氧化作用，以及通过改 性负载等方法使得吸附性能大大提高。 世界各国对于 ACF 吸附及催化氧化 NO 进行大量的实验研究。本文主要介绍了 该领域的研究动态和发展趋势，主要通 过纯活性炭纤维和改性活性炭纤维吸附 NO 两方面进行介绍。 1 纯活性炭纤维对于 NO 气体的 吸附研究 在纯活性炭纤维对于 NO 气体的 吸附研究上，研究人员分别对于沥青基、 聚丙烯腈基和粘胶基炭纤维等不同前驱 体活性炭纤维吸附性能进行研究。还研 究了活性炭纤维物理性能对于吸附 NO 气体性能的影响。此外，对于活性炭纤 维对于 NO 气体的吸附机理和 NO 气体 吸附效率进行了实验研究。 Mochida 等1 系统研究了一系列 沥青基活性炭纤维的催化性能，了解到 室温下一种活性炭纤维可把烟道气中的 NO 还原到 10mL/m3 以下，可以利用在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 多个方面。 吉村英夫等2报道了用沥青基炭 纤维毡在 200500间能高效的净化柴 油机排气中的 NO，他们对实车台架实 验的结果做了详细的报道。 刘鹤年等3研究表明，活性炭纤 维可将 NO 部分催化转化为 NO2，较低 比表面积的活性炭纤维由于较窄的孔径 分布和较大的类石墨从而有利于对 NO 的催化氧化。 杨辉等4研究表明，在氮气氛围 下活性炭纤维表面 C-O 官能团对吸附态 的 NO 起到氧化作用，吸附态 NO 被 C- O 官能团氧化生成-NO2 官能团：在含 氧气氛下活性炭纤维吸附 NO 后表面出 现-NO2 -NO3 官能团。吸附在活性炭 纤维表面上的 NO 与环境气氛中游离态 O2 发生氧化反应是 NO 转变为 NO2 的 主要途径。 许绿丝等5研究表明实验条件下 最佳工况为温度 30水蒸气体积分数为 8%氧气体积分数为 5%，此时 NO 的吸 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 附效率为 65.9%。 杨辉等6研究结果表明，环境气 氛中的 O2 分子可以先吸附于 ACF 表面 形成两个半醌基（C-O） ，之后 C-O 和 吸附态的 NO 发生氧化反应生成-NO2； 游离的 O2 也可以经过 ACF 表面的催化 作用从而形成活性氧原子（O*）从而直 接和吸附态的 NO 反应生成-NO2。与 NO 相比，O2 分子的吸附能大。在同 NO 的竞争吸附中占据优势，结合统计 热力学分析，吸附态的 NO 和游离态的 O2 所产生的活性氧原子发生氧化反应 是 NO 转化为 NO2 的主要途径。 2 改性活性炭纤维对 NO 气体吸 附的研究 近年来，不断的有实验人员希望 通过对于活性炭纤维的改性，从而提高 活性炭纤维对于 NO 气体的吸附效率。 活性炭纤维的改性主要包括物理改性和 化学改性。物理改性是用高温，微波， 电极等物理方法，改变活性炭纤维比表 面积，孔径等物理性能，提高活性炭纤 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 维对于 NO 气体的吸附性能。化学改性 是通过引入活性官能团或负载催化剂等 方法，增加活性炭纤维对于 NO 气体的 吸附。其中化学改性的效果较为明显。 许绿丝等7研究表明，对 ACF 进行改性处理增加对 NO 的吸附能力及 氧化催能力，因而增加了化学吸附量。 改性 ACF 的空孔结构不会产生过多变 化，物理吸附量减少不多。 郭占成8把沥青基活性炭纤维经 硫酸活化处理后，把烟道气中氮氧化物 进行选择性催化还原，当气体中氧含量 约低于 10%时，使用硫酸活化处理，低 温下沥青基活性炭纤维对氮氧化物选择 性催化还原的活性得到较大提高。 张守臣等9研究表明， 硝酸处 理增会加活性炭上的含氧活性而增加对 于 NO 的吸附能力，经硝基浸渍的活性 炭纤维毡前后，脱除 NO 气体的反应速 率常数 r 分别为： 0.953 和 r=0.982，表 明经硝酸处理后脱除 NO 的性能有所提 高。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 李国希等10 研究表明 电积沉 Pt 没有改变活性炭纤维的微孔结构，Pt 粒 高度分散在活性炭纤维的外表面，Pt- AFC 和 AFC 的等量吸附热之差达到 1.6KJ/mol，并且 NO 的吸附量显著增加， 说明化学吸附的存在。 符若文等11 研究表明经 400 热处理的负载钯活性碳纤维在 300以 上的催化温度对 CO/NO 混合气体有很 高的转化效率，在合适条件下可达到 100%。对于单组份 Pd 负载活性炭纤维， Pd 负载量达到 4.11%时性能最佳，对于 Pd/Cu 的混合组分负载的活性炭纤维， Pd 负载量 5.1%时达到最佳。 3 结语 尽管活性炭纤维在废气处理中具 有独特的优势，但由于受到当前技术水 平的限制，其在工业生产中的应用仍然 有不少问题。首先要降低生产成本以及 活化步骤与成本，提高解吸再生效率， 使未来活性炭纤维制品在气