分子篩型PAN-ACF制備和表面結構的XPS研究.pdfVIP

分子笳型PAN—AcF制借及表面结槽的xPs研究‘ 陛安慧鄣经堂 (中园科串院山西煤炭化翠研究所030001) 摘要：本文以袈丙烯腈基活性炭绒雒(PAN．^CF)南原料，首次采用液相浸演结合空絮【氧化 的方法．在较岛温和的僚件下改塑原料的表面结耩和孔隙结横，制侑出具有分鼯N2／O：性能 吸附性能和表面结槽。结果表明：浸演煤焦油后的PAN-AcF在1000c-4000c之简失重缓慢． 是煤焦油中苯琨及雒瑕颓化合物舆缀维表面氧化接枝的遇程；经350。C浸演空氯氧化^cF 封N：／O：吸附量及避挥性均得到了颞著提高，送挥系敷连到5．6；浸演煤焦油的PAN“cF表 面具有一定量的羟基，醚基，羰基和羧基等含氧官能圈．氧化遏程中各颓官能囤含量磴生 改鲎．颓石墨碳含量随浸演渡度增加而增加；浸渍氧化再炭化的结果使PAN一^cF封N：／0：吸 附遥挥性得到明颖提高。 鞠键嗣：分子筋吸附性能表面结槽 中圜分颊虢：0647．3 炭分子筋(cMs)具有较南均匀的微孔结耩，魔泛鹿用于空分制氮、天然氯提纯、焦{盛 氯中氢的回收以及化工催化等领域[1，2】a但常用cMs一般岛粒献．其微孔结耩不易控制． 吸脱附速率相封鞍慢。活性炭缀维具有缴维直径小、微孔蛊富且大量存在于缴维表面，攮 散阻力小，吸脱附速度快等僵贴【3】。^cF或其绒物通遏其微孔孔径的控制，可制造出具有 均匀大量柽微孔的分子茄型P^N—AcF，所制缴维戕炭分子筋将具有粒状炭分子簖燕法比凝 厦黠。持田勋等【4]利用化翠氯相沉稽的方法井瞽苯分子沉穑在^cF的孔壁上，制得了可分蘼 c02／CH4的分子笳型AcF。如要制成分雕N2／02的分子簖型^cF剐更需殷密控制孔径尺寸。 常用调塑cMs孔径的方法有熟收缩，熟分解、覆盖法、化单氯相沉稽法(cVD)等【3—61。 退有的采用浸演有横溶液然后炭化【7】的调孔方法。cMs的吸附性能不懂舆自身的孔隙结 槽有冈，遗舆表面化摹结槽密切相网。表面化翠结槽的改善可以有效提高cMs的吸附分雒 性能。本文首次造行了以袈丙烯腈基活性炭缴维《P^N一^cF)岛原料制耩分子筛型PAN一^cF (Nz／02分雏)的研究。采用一槿新的辋孔方法即液相浸渍舆空氯氧化接枝相结合的方法． 在鞍岛温和的僚件下同畴调整PAN-^cF的表面化翠结耩和孔隙结耩．制储出封N：／0：具有吸 附避挥性的分子笳型PAN-^cF，并封其表面结槽和吸附性能逢行了表征。 ’膦系人简介： 睦安慧，1972年出生，博士生，主要往事炭簧吸附材料方面的研究。 因家自然科卓基金资助项目【批辈唬 1寅骏方法 1．1搛品的制镛 以聚丙烯腈基活性炭绒雉(P^N～^cF)南原料(800℃活化檬)．将～定量烘干的^cF浸 演在煤焦油缩聚油溶液(四氢呋喃南溶划)中．溶液溱度表示岛煤焦油／溶剖(g／m1)。充 分振蒲后取出烘干，放入空氯氧化埴中，在150-350℃下氧化接枝。 1．2檬品的分析及表征 1．2．1元素分析 在德国E^公司虚VarioEL俄器分析所用煤焦油的元素含量，分析温度1150_12000C， 分解畴同8—12min，主要分析c，H、0、s、N。 1．2．2TG^一DT^ 采用日本sI眦u_RIx0．TG肛5000综合庸域熟分析畿型测弑了鞍鲷煤焦油及浸演了煤焦 油的ACF在空氯中的熟解行为。 1．2．3吸附送择性 采用美圄c8hn2000鼋子天平(冒量法)分刖测试橡品封N2、0：吸附速率曲线并针算避 挥分雕系数。测裁前檬品在2500c抽真空到恒重。 1．2．4XPS x光罨子能藉(xPs)在美圆PHl5300X射镜光鼍子能藉俄完成．将待浏檬品粘在铝基 腥带上。使用MgK 僵于10—7Pa(10一9Torr)a 2结果舆讨渝 2．1 TGA—DTA 本寅验所用煤焦油含N’氐S、O分剐两：91．8jI’1．O‰5．O‰O．6％和I．6％．0，C a 岛0．017 鞍钢煤焦油在空氯中的熟分析结果(圆1a)表明煤焦油在空氧中的失重始于100。c， 以后由于空氯氧化缓缓失重(堍失)。DT^分析颞示棣品馑1000c髑始放熟。温度升高到3100C 畴放熟逵最大值．4600c左右停止放熟。4700c后的放熟是空泵燃烧所致。浸渍煤焦油后 PAN_ACF在空氯氯氛下熟分析(圈1b)表明椽品的T“曲线可分乌三段．1000c以前檬品失 oo。c-4 重约8％，1