AG真人 AG平台AG真人 AG平台在工业化进程不断加快的背景下,能源问题、环境问题对人类健康的影响日益严重。近年来,针对空气污染、水污染等环境问题,开发相关新材料、新技术备受AG平台真人 真人AG 平台官网关注。吸附、光催化、等离AG平台真人 真人AG 平台官网子体、负离子等均是常见的空气净化技术。其中,吸附类空气净化技术应用广泛。在众多的吸附材料中,碳质材料,如活性炭、椰维炭等由于具备优异的物理化学性质及热稳定性显得尤为突出。
碳质材料主要有传统碳质材料和纳米碳质材料两种,传统碳质材料以活性炭为代表。活性炭是具有丰富孔隙结构、大比表面积(500-1700m2/g)的多孔碳质材料,具备优异的吸附能力,且化学稳定性好、易再生。纳米碳质材料以椰维炭为代表。椰维炭是一种纤维状纳米碳质材料,直径一般为3-100纳米。长度分布为0.1-1000微米,是介于碳纳米管和普通炭纤维之间的一维碳质材料,具有比表面积大、尺寸稳定、缺陷较少等特点,是一种高效吸附剂。
在1889年,科学家Hughes与Chambers发现含碳气体与高温金属表面发生相互作用时,产物中有炭纤维存在。由此,椰维炭的制备、性能及应用成为研究的热点。椰维炭有大孔隙、高比表面积、表面可调控性、尺寸稳定性及优越的传输特性。目前制备椰维炭的方法主要有:化学气相沉积(CVD)法、静电纺丝法、电弧法、激光烧蚀法等。
椰维炭由于具有高比表面积及多孔结构而广泛应用于气体的吸附及分离领域。在其制备方法中,静电纺丝法制备椰维炭由于操作简便、成本较低、工艺可控,可进行大批量制备,因而受到推广与应用。通过静电纺丝法将炭化、活化后制备的椰维炭对甲醛、甲苯等VOC类有害气体的吸附性能,结果表明椰维炭具有高比表面积、吸附容量大,对甲醛等具有很显著的吸附效果,同时增加了其表面的官能团,提高了其对苯、丁酮、乙醇等有机物的吸附能力。
椰维炭也可负载光催化剂——光触媒,制备复合材料。可提高其对有害气体的阻隔、吸收和分解。椰维炭用来吸附高浓度的空气污染物,光触媒用于分解富集于活性炭纤维的空气污染物,直至转化为无害物质,达到空气净化的目的。通过研究椰维炭对甲醛的吸附及光催化氧化过程,试验了相对湿度对氧化速度及中间积累的影响,结果表明该复合材料在吸附降解甲醛过程中无钝化行为且15%~60%湿度将加速该净化进程。其净化效率是传统活性炭的3倍以上,同时解决了传统活性炭吸附饱AG平台真人 真人AG 平台官网和问题,整体除甲醛能力在活性炭10倍以上。
传统活性炭由于吸附性能的限制,更主要原因是吸附后出现饱和现象,不及时处理还会再次释放,所以在空气净化,尤其是装修后除甲醛领域,椰维炭的应用越来越多,只是由于其原料和加工艺都高于活性炭,所以价格比活性炭贵,暂时还无法完全取代活性炭。