1、中孔活性炭纖維的制備及其在醫(yī)藥方面的應(yīng)用,報(bào)告人：歐陽(yáng)潔瑜 指導(dǎo)老師：陳水挾教授,選題意義,活性炭纖維（ACF） 中孔活性炭纖維（meso-ACF）,活性炭纖維概述,活性炭纖維 含豐富微孔的纖維狀炭吸附材料. 優(yōu)點(diǎn) 成型性好、耐酸堿、導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性好 、比表面大、孔徑分布集中、吸附、脫附速度快 應(yīng)用領(lǐng)域 環(huán)保工業(yè)、化學(xué)工業(yè) 局限性 染料分子或維他命等大分子物質(zhì)難以吸附,中孔ACF的研究進(jìn)展及應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)和控制合成中孔ACF 的必要性 （不僅可用作大分子物質(zhì)的吸附，還可用于雙電層電容等新領(lǐng)域 ） 研究現(xiàn)狀：Pekala課題組制成中孔炭氣凝膠 Hanzawa課題組控制合成了孔結(jié)構(gòu)一定的炭氣凝

2、膠 Tamai課題組從有機(jī)金屬瀝青混合物制得了中孔活性炭纖維,中孔ACF的制備工藝,催化活化法 聚合物混合物或有機(jī)物凝膠的直接碳化 模板炭化法,催化活化法,優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品中孔發(fā)達(dá)，微孔也十分豐富 缺點(diǎn)：產(chǎn)品會(huì)不可避免地引進(jìn)不必要的金屬離子,抽絲,有機(jī)前驅(qū)體,預(yù)氧化,中孔活性炭纖維,炭化、活化,高聚物 + 有機(jī)金屬,聚合物混合物或有機(jī)物凝膠的直接碳化,1 聚合物混合物的直接炭化 兩種或兩種以上的熱穩(wěn)定性不同的聚合物混合（物理或化學(xué)混合），然后在高溫下炭化制備ACF。 混合物各成分間的相互作用決定于它的形態(tài)，即混合物是單一形態(tài)的還是相分離結(jié)構(gòu)的,2有機(jī)物凝膠的直接炭化,通過(guò)熔膠凝膠反應(yīng)制得有機(jī)物凝膠，

3、然后在高溫下炭化 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)物孔徑分布均勻，大小容易控制，而且比表面大，吸附性能優(yōu)良 缺點(diǎn)：選擇合適的反應(yīng)物及控制反應(yīng)進(jìn)程比較困難,模板炭化法,模板炭化由兩部分組成： 1.有機(jī)物在無(wú)機(jī)物模板的納米微孔中炭化； 2.產(chǎn)物從模板中脫離出來(lái) 優(yōu)點(diǎn)：可以從孔徑大小或孔的形狀兩方面來(lái)控制炭材料的結(jié)構(gòu)，而且還可控制其宏觀和微觀形態(tài) 缺點(diǎn)：除去炭化時(shí)所用的模板，成本高又費(fèi)時(shí),創(chuàng)新點(diǎn),采用在前驅(qū)體中引入無(wú)機(jī)金屬離子的方法，使其既發(fā)揮催化劑的作用，又充當(dāng)活化劑，促使產(chǎn)物活性炭纖維中孔的發(fā)育。,工作設(shè)想,實(shí)驗(yàn)方案：重金屬離子催化活化法 工藝流程：,原料,中間物,ACF產(chǎn)品,結(jié)構(gòu)表征,性能評(píng)價(jià),添加金屬離子,預(yù)處理,

4、炭化活化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論,1.制備工藝對(duì)ACF得率的影響 ： 采用瀝青纖維、粘膠纖維、離子交換樹脂等原料制得一批產(chǎn)品。 初步考察了離子濃度、活化溫度、活化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品得率的影響。,制備條件對(duì)粘膠基活性炭纖維產(chǎn)品得率的影響,制備條件對(duì)球狀活性炭產(chǎn)品得率的影響,小結(jié),1. 由可以看出，離子濃度越高，產(chǎn)品得率越高； 2. 由可以看出，活化溫度越低，產(chǎn)品得率越高； 3. 由可以看出，活化時(shí)間越短，產(chǎn)品得率越高。,2.活性炭纖維的孔結(jié)構(gòu)：水蒸氣活化粘膠基活性碳纖維（VACF）的孔結(jié)構(gòu),氮 吸 附 等 溫 線 (77K),中孔分布微分曲線,水蒸氣活化瀝青基活性碳纖維（PACF）的孔結(jié)構(gòu),氮 吸 附 等 溫

5、線 （77K）,中孔分布微分曲線,小結(jié),活化時(shí)間的影響： 活化時(shí)間越長(zhǎng)，所得產(chǎn)品的孔徑越大，越容易形成中孔ACF,3.活性炭纖維的液相吸附性能,亞甲基藍(lán)分子式：C16H18N3SCl 3H2O 分子量: 373.9 幾何尺寸(nm): 1.44 0.600.18,實(shí)驗(yàn)方法,配制 500 mg /L 的亞甲基藍(lán)溶液，以該溶 液體積 : ACF產(chǎn)品質(zhì)量 50 ml : 50 mg 的比例進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，吸附 25 h 后測(cè)定 溶液的吸光度變化，從而得出其吸附量,多孔炭材料對(duì)亞甲基藍(lán)吸附量,小結(jié),由上表可以看出： 1. 劍麻基ACF對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附效果較好，說(shuō)明其活化效果較好，孔徑相對(duì)較大。 2. 活

6、化溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，吸附量越大，說(shuō)明在較高溫度下，延長(zhǎng)活化時(shí)間有利于產(chǎn)品孔徑的擴(kuò)大,ACF的抗菌性能實(shí)驗(yàn)大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的對(duì)比實(shí)驗(yàn)：,由左表可知，經(jīng)過(guò)24 h 后，溶液中的大腸桿菌可被載銀 ACF 完全殺滅；而未載銀ACF對(duì)大腸桿菌也表現(xiàn)出良好的吸附特性，表明活性炭纖維的中孔對(duì)細(xì)菌有強(qiáng)的吸附作用,ACF抗大腸桿菌活性,ACF抗金黃色葡萄球菌活性,由左表可看出，載銀ACF對(duì)溶液中的金黃色葡萄球菌殺滅率可達(dá)到100，而未載銀ACF對(duì)其不起作用,小結(jié),由上面的分析可以看出： 1.載銀活性炭纖維表現(xiàn)出極強(qiáng)的殺菌性能。 2. 活性炭纖維含有一定量的中孔，因而 較大尺寸的細(xì)菌也有一定的吸附能力。,結(jié)論,鎳鹽活化劑濃度對(duì)活性炭纖維的得率影響較大，離子濃度越高，產(chǎn)品得率相對(duì)較高。 控制制備條件，包括延長(zhǎng)活化時(shí)間、提高活化溫度，所得活性炭纖維具有一定量的中孔。 活性炭纖維含有一定量的中孔并具有較高的比表面積，因而