整体型多孔炭的制备及其对苯和甲苯吸/脱附行为研究

以酚醛树脂溶液为前驱体,预氧化聚丙烯腈纤维毡为增强体,通过溶胶-凝胶反应、常压干燥、炭化、CO_2活化等工艺制备出高强度、高比表面积的整体型多孔炭。通过SEM、TEM和N_2吸/脱附表征该材料的微观结构及孔结构参数,并采用重量法测得材料对两种典型VOCs(苯和甲苯)的吸/脱附性能。结果表明,所制整体型多孔炭具有典型的纤维增强气凝胶的结构,活化后样品(ACM-3)比表面积可高达1 872 m~2/g,孔容为0.97 cm3/g,该样品对50 ppm苯的吸附量为117 mg/g,对甲苯的吸附量可高达287 mg/g,且对苯和甲苯都具有最快的吸/脱附动力学。采用三种方程对吸附等温线进行拟合,基于微孔填充机理的DR方程对实验结果的关联度最好。此外,整体型多孔炭还具有长期循环使用的稳定性,是一种具有潜在应用价值的室内空气净化材料。