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碳纖維的吸附、催化性能

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:編輯人氣:發(fā)表時間:2018-12-09【

  氣體或液體分子在固體表面的吸附根據(jù)其吸附機(jī)理可以分為物理吸附和化學(xué)吸附。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。物理吸附時,吸附分子與固體表面之間的相互作用力為分子間范德華力,在某一溫度(temperature)和壓力(或濃度)下達(dá)到吸附平衡的系統(tǒng)(system),再置于高溫和低壓時,吸附分子可以脫附回收,過程(guò chéng)具有可逆性。化學(xué)吸附則是在吸附分子與固體表面之間產(chǎn)生了化學(xué)作用,吸附分子不再保持原有的性質(zhì),吸附過程也不可逆。

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  金剛石表面、石墨(化學(xué)式C )c軸方向作為表面時,它們的懸掛鍵具有強(qiáng)烈的極性,因此存在大的物理吸附能力。通過(tōng guò)在表面引入官能團(tuán)和改變碳(C)纖維材料(Material)的致密度(單位:g/cm3或kg/m3),得到的各種活性炭(acticarbon)纖維材料具有許多優(yōu)異性質(zhì)。不同微孔結(jié)構(gòu)的活性炭(acticarbon)纖維,可以實現(xiàn)選擇(xuanze)性分離;通過引入不同的官能團(tuán),可以改善對不同物質(zhì)的吸附能力。如一般的活性纖維炭可以很好的吸附汽油、甲基苯(methylbenzene)(化學(xué)式:C6H6) 之類的有機(jī)溶劑(性狀:透明,無色的液體)蒸氣,但是對有強(qiáng)烈臭味的氨(化學(xué)式:NH3) 系、硫(化學(xué)符號:S)系氣體的吸附能力不強(qiáng);在經(jīng)過氧(Oxygen)化處理(chǔ lǐ)、引入特殊的官能團(tuán)之后,吸附能力大大提高。
  
  碳(C)纖維材料(Material)的催化特性,來源于其首先可以獲得非常大的比表面積,其次是具有優(yōu)良的耐熱性,催化用途分為兩個方面,一是直接作為催化劑使用,活性炭(acticarbon)纖維在氧(Oxygen)化還原、鹵化、脫鹵化、脫氫(Hydrogen)分解、異構(gòu)化、聚合等反應(yīng)中具有催化作用;另一是作為催化劑載體,活性炭纖維的表面存在離子交換反應(yīng)時,將對催化活性物質(zhì)的擔(dān)載狀態(tài)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響(influence)。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。
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