1. 研究目的与意义
活性炭作为一种优良的吸附剂以其发达的孔结构和丰富的表面官能团,在人类的生产、生活中发挥着重要的作用。
如除臭剂、防毒面具、去除、废水处理、水质净化等。
采用活性炭吸附法去除水体、大气中的污染物具有工艺简单、操作方便、时间短、见效快、效果显著等优点。
2. 国内外研究现状分析
应用低温等离子体改性活性炭是近年来发展的一种新兴技术。
与炭材料表面改性的其它方法相比,低温等离子体改性首先是一种干式工艺,省去了湿法化学处理工艺中所不可缺少的烘干、废水处理等工序。
与放射线处理、电子束处理等其它干式工艺相比,不仅使材料的表面物性显著改善,而且不影响材料的体相结构,不破坏材料体相。
3. 研究的基本内容与计划
国内外研究表明,等离子体对生物质炭材料具有显著的表面改性作用,本研究中运用低温氧等离子体改性设备,对生物质炭材料开展有关的表面改性研究,着重开展了以下几个内容的研究: 1)表面形貌研究,运用扫描电镜技术,观察改性前后炭材料的表面形貌变化,并分析变化原因; 2)表面官能团研究,运用FTIR红外光谱、XPS光电子能谱技术分析改性前后炭材料的官能团形式变化; 3)元素含量分析,运用元素分析仪,考察改性前后炭材料的表面元素变化情况; 4)ESR表面自由基含量分析,分析改性前后炭材料表面的氢氧自由基变化情况和趋势 5)表面零电荷点pHpzc分析,分析不同炭材料在改性前后的表面零电荷点的电话趋势 6)碘值和亚甲基蓝值分析,分析不同炭材料在改性前后的碘值和亚甲基蓝的变化趋势。
、 实验计划为: 2016.1.1-2.28,文献查阅和归纳,编写实验方案 2016.3.1-4.20, 开展实验,分析数据 2016.4.21-5.21 撰写论文
4. 研究创新点
低温等离子技术既能改变活性炭表面化学性质又能控制材料的界面物性,在活性炭材料的表面处理方面显示出独到的优势。
与碳材料表面改性的其它方法相比,低温等离子体改性的优势还包括干式工艺,可以得到传统的化学方法难以得到的处理效果,但省去了湿法化学处理工艺中所不可缺少的烘干、废水处理等工序,并且无废弃物,不会对环境造成污染;与高能量的放射线处理、电子束辐照处理等其它干式工艺相比,低温等离子体放电表面处理仅涉及表面极薄层,一般在离表面几十到数千埃的范围内,能使材料表面性能显著改善,而材料本体却不受影响与材料表面的作用形式多,对被处理材料的形状没有严格的要求,工艺的适用范围广,便于在线连续处理以及连续性自动化生产低温等离子体表面处理作用时间短几秒到几分钟,所需的成本低。
