電紡纖維素基活性碳納米纖維的制備及吸附性能

林皓，吳藝瓊，胡家朋，劉瑞來,

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電紡纖維素基活性碳納米纖維的制備及吸附性能

林皓1，吳藝瓊2，胡家朋1，劉瑞來1,2

（1武夷學院生態與資源工程學院，福建省生態產業綠色技術重點實驗室，福建武夷山 354300；2福建師范大學材料科學與工程學院，福建省高分子材料重點實驗室，福建福州 350007）

活性碳納米纖維由于比表面積大、導電、導熱性好、孔隙率高等優點，得到人們廣泛關注。如何進一步提高得碳率、比表面積和孔隙率，是制備活性碳納米纖維面臨的主要問題。以靜電紡絲（電紡）纖維素納米纖維為基體，在N2氣氛下分別采用ZnCl2和NH4Cl化學活化法制備活性碳納米纖維（ACNF），采用熱重、掃描電鏡、透射電鏡和N2吸附-脫附等溫線表征ACNF的形貌與性能。實驗結果表明：電紡制備的纖維素前體直徑為250nm±60nm，直接碳化纖維發生一定程度熔融黏結，破壞纖維形貌。采用ZnCl2和NH4Cl活化處理后，碳化溫度降低，纖維不發生熔融黏結，得碳率從15.6%增加到33.2%～38.3%。活化處理后碳纖維平均孔徑從1.10nm減小到0.7nm，BET比表面積從320.12m2/g增加到450.35m2/g。活化處理后，ACNF對亞甲基藍的飽和吸附量從110.25mg/g增加到163.49mg/g，增加了48%。

電紡；活性碳納米纖維；活化；吸附；廢水

以黏膠纖維、劍麻基纖維等粗纖維為前體纖維，經預處理、活化、碳化等過程，可制備得到以微孔結構為主的活性碳纖維(ACF)[1-4]。該方法制備的ACF的孔隙分布狹窄而均勻，孔徑分布寬度為0.5～1.5nm，其吸附容量大且吸附-脫附速度快。由于ACF的吸附容量與比表面積呈正比關系，進一步提高它的比表面積就顯得非常重要。……