【摘 要】
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全国范围内存在大量食品浪费现象,而果蔬占据三分之一以上,乙烯含量过多是导致果蔬品质下降及腐烂的主要原因。因此,本文以杉木废弃物为原料,经苯酚液化后,加入六次甲基四胺,以聚乙烯醇为分散剂,通过乳液聚合成木质基原球,经固化、炭化、活化工艺制备出较高乙烯吸附性能微纳米结构木质活性炭球。并通过SEM、FTIR、TGA、XRD、Raman、XPS、BET及电化学性能分析等讨论了工艺参数、固化工艺对木质基微球
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全国范围内存在大量食品浪费现象,而果蔬占据三分之一以上,乙烯含量过多是导致果蔬品质下降及腐烂的主要原因。因此,本文以杉木废弃物为原料,经苯酚液化后,加入六次甲基四胺,以聚乙烯醇为分散剂,通过乳液聚合成木质基原球,经固化、炭化、活化工艺制备出较高乙烯吸附性能微纳米结构木质活性炭球。并通过SEM、FTIR、TGA、XRD、Raman、XPS、BET及电化学性能分析等讨论了工艺参数、固化工艺对木质基微球、木质基炭球（CS）及活性炭球（HCS）的尺寸、微观形貌、孔隙结构、官能团、乙烯吸附能力及电化学性能的影响。结果表明:（1）木质基原球的最佳制备工艺:PVA质量分数10%、搅拌速度650r/min、HMTA用量15%、酚/木比6:1时,木质基原球平均直径为25μm,以微球为主,氮、磷含量分别为4%和6.8%。（2）与未炭化相比,经高温炭化后的球径约减小8-10μm,表面仍然光滑,无明显孔隙。断面边缘结构紧密,内部结构稀松。XDR表明,固化时间增加使CS的石墨化程度提高。XPS分析发现,固化升温速率为30℃/h的样品具有CI（C-C/C=C）、CII（C-OH/C-O-C）以及CIV（COOH）三种官能团,固化升温速率为10℃/h的样品出现CIII（C=O）新官能团。固化升温速率相同时,固化保温时间的增加使得CI的含量增加,CII的含量减少,表明固化液中的+CH2OH与苯环充分反应形成三维网状结构。N1s分峰拟合中,固化升温速率为30℃/h的样品有三个结构N基团存在,N-6、N-5以及少量N-X。固化升温速率为10℃/h的样品,有新的含氮官能团N-Q,升温速率相同时,随固化保温时间的增加,N-5含量逐渐增加。（3）以KOH为活化剂,研究了固化工艺对HCS性能的影响。研究发现:固化时间增加,结构变得稀松,具有垂直于表面的海绵孔,孔径分布在0.6-2.8nm内,属于高微孔率结构,对于乙烯的吸附具有极佳效果。BET分析表明,经0.5h固化的木质基活性炭球(HCS-K0.5)比表面积为2073 m~2/g,孔容为0.9516cm~3/g。HCS的比表面积、微孔面积及孔容随固化时间的增加而减小,微孔比率先增加后降低。HCS比电容随固化时间的增加而减小,HCS-K0.5具有较好的电化学性能:在0.5A/g电流密度下比电容为181.25F/g。吸附乙烯性能分析中发现,同样质量的HCS,对乙烯的吸附量随固化时间的增加有所减弱,吸附饱和时间提前,0.5g HCS-K0.5对乙烯的最大吸附量为197.99mg/g,饱和时间为3h左右。
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