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活性碳纤维(Actived carbon fiber,简称ACF)是在活性炭技术和碳纤维技术相结合的基础上发展起来的新一代高效吸附材料,具有比表面积大、微孔含量大、表面官能团丰富等结构特性,吸附能力强。甲醛是一种常见室内有机污染气体,平面形极性分子,气态甲醛分子直径约为0.45nm。本文以粘胶基活性碳纤维为研究对象,研究了不同方法改性活性碳纤维的结构特征及甲醛吸附性能:采用二次活化工艺、乙二胺接枝处理对活性碳纤维进行改性,分别对活性碳纤维甲醛吸附性能的主要影响因素—孔隙结构和表面官能团进行研究;此外,采用纳米二氧化钛、纳米银进行催化剂负载,制备了同时具有甲醛净化能力和抑菌能力的VACF/TiO2复合材料和VACF/Ag复合材料。本文首次提出了功率超声改进的新型二次活化工艺,当活化剂采用磷酸、氯化锌、过氧化氢、硝酸时,新型二次活化工艺可更好的改善VACF表面结构。二次活化后VACF的比表面积、总孔容、微孔孔容均增大,平均孔径减小,微孔的孔径分布更为均匀。超声浸渍为12h时,采用不同活化剂二次活化处理的VACF表面物理结构参数的大小关系为:比表面积H-VACF>Z-VACF>N-VACF>P-VACF>VACFO,总孔容积 H-VACF>Z-VACF>P-VACF>N-VACF>VACFO。VACF二次活化后表面含氧基团含量增大,表面含氧基团种类主要有羟基、羰基、羧基等,含氧基团相对含量大小顺序为:羟基>羧基>羰基。新型二次活化工艺对VACF的吸附能力具有明显的提高作用。碘吸附值大小顺序为 P-VACF>Z-VACF>N-VACF>H-VACF>VACFO;处理浓度为 1mg/m3的甲醛气体时,甲醛净化率大小顺序为P-VACF>H-VACF>Z-VACF>N-VACF>VACF0,其中磷酸二次活化的VACF甲醛吸附效果最好,甲醛净化率和平衡时甲醛吸附量分别为68.93%、5.11mg/m2。通过乙二胺(EDA)接枝处理VACF的方法制备氨基化粘胶基活性碳纤维VACF-EDAx。VACF-EDAx的甲醛吸附能力随EDA处理浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在EDA处理浓度为0.5mol/L时,甲醛净化率、达到吸附平衡时甲醛吸附容量、吸附速度等性能均最佳。单位体积用量为0.14rrm2/m3的VACF-EDA0.5处理3mg/m3浓度的甲醛气体时,用时28min即可完成100%甲醛气体的净化,实际甲醛吸附量为22.0mg/m2。达到吸附平衡时甲醛吸附容量的Bolzman拟合预测值为29.30mg/m2,Bolzman预测值相比VACFO的甲醛吸附容量提高了 91.50%。通过红外光谱和X射线光电子能谱的分析证明了 EDA接枝过程中主反应为乙二胺与活性碳纤维的表面羧基反应生成酰胺基团,副反应主要是伯胺基或仲胺基的离子化反应。喷涂工艺制备的VACF/TiO2复合材料、VACF/Ag复合材料中,VACF的吸附作用能与纳米TiO2、纳米Ag的催化作用产生协同效果,都具备良好的甲醛吸附性能和抑菌性能,其甲醛吸附性能都随催化剂负载率的增大呈现先增大后减小的趋势。VACF/TiO2复合材料中VACF-3.57%TiO2甲醛净化能力最好,1mg/m3甲醛浓度下甲醛净化率为79.61%,达到吸附平衡时甲醛吸附量为5.90mg/m2,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为96%和98%。VACF/Ag复合材料中VACF-2.38%Ag甲醛净化能力最好,1mg/m3甲醛浓度下甲醛净化率为79.61%,达到吸附平衡时甲醛吸附量为5.90mg/m2,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于99%。