基于PI膜高比表活性炭制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、作為一種新型高性能聚合物薄膜材料，聚酰亞胺（PI）薄膜在航空航天、軍工、電子、環(huán)境保護(hù)和新能源等諸多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，隨著我國PI膜產(chǎn)能的逐年提高，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的邊角余料的處理和利用已經(jīng)成為亟需解決的問題之一。目前主要處理方法如堿降解、焚燒和掩埋，既浪費(fèi)資源，又有可能對環(huán)境造成二次污染。為了實(shí)現(xiàn)PI薄膜邊角料的資源化利用，變廢為寶，本文以PI薄膜炭化料為前體，采用物理活化和KOH化學(xué)活化法將其制備成高比表活性炭并研究了其電化學(xué)性能

2、。采用吸附值測試、氮吸附、XRD和XPS對所得活性炭的吸附性能、孔道結(jié)構(gòu)和表面性能進(jìn)行表征；研究了制備方法及其相應(yīng)的活化工藝參數(shù)對活性炭吸附性能及孔結(jié)構(gòu)的影響，優(yōu)選了工藝條件，并探討了PI薄膜制備高表面活性炭的活化機(jī)理；研究了活性炭的孔結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)及制備方法對其電化學(xué)性能影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴活化工藝對活性炭的吸附、孔結(jié)構(gòu)和表面性能影響顯著。延長物理活化時(shí)間或增加KOH活化堿炭比均可以明顯增強(qiáng)活性炭對碘、苯和亞甲基藍(lán)

3、分子的吸附性能，顯著提高其比表面積并且豐富其表面含氧官能團(tuán)。無論采用物理組合活化或KOH化學(xué)活化均可以制備出具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的高比面活性炭，其比表面積均可達(dá)到2800m2/g以上，總孔容在1.4cm3/g左右。采用不同的活化方法制備得到的活性炭的孔結(jié)構(gòu)及表面結(jié)構(gòu)有所差異：通過物理活化制得的活性炭孔徑分布較寬，表面含氮官能團(tuán)較多；與之相比，KOH活化制得的活性炭孔徑分布集中，表面氮含量急劇減少。⑵活性炭結(jié)構(gòu)對其電化學(xué)性能有顯著影響。活性炭