[發(fā)明專(zhuān)利]嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維及其制備方法與應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910039679.4
• 申請(qǐng)日: 2009-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101564699A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳水挾;韋曉群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J32/00
• 分類(lèi)號(hào): B01J32/00;B01J23/06;B01J31/26;B01J31/22;C10G27/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳 衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔炭纖維及其制備方法與用途。

背景技術(shù)

活性炭孔隙發(fā)達(dá)，具有很高的比表面積和熱穩(wěn)定性，是一種優(yōu)秀的催化 劑載體，但是傳統(tǒng)的活性炭和多孔炭纖維載體分別具有吸附性能低、成本昂 貴的缺點(diǎn)，所以研制一種吸附性能高、成本低廉的新型活性炭載體具有很大 的應(yīng)用價(jià)值。將催化劑有效地固化在活性炭上是負(fù)載型催化劑所必須面對(duì)的 另一個(gè)難題，目前常用的負(fù)載方法有浸漬法、沉積法、溶膠凝膠法。但是采 用這些方法負(fù)載的催化劑有結(jié)合力差、容易團(tuán)聚、脫落等缺點(diǎn)，影響了催化 劑的實(shí)際催化性能和使用壽命。開(kāi)發(fā)一種有效固定在活性炭上的催化劑，一 直是全球催化材料研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。

具有核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的ZnO/MgO雙組分金屬氧化物是一種具有潛在應(yīng)用價(jià) 值的催化劑。但是制備核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法一般采用化學(xué)沉積法或原子層沉 積法，制備條件苛刻，從某種程度上制約了它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

綜合以上所述，開(kāi)發(fā)一種制備條件溫和、制備工藝簡(jiǎn)單的新方法來(lái)制備 ZnO/MgO核殼結(jié)構(gòu)微米棒嵌載的多孔炭纖維，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維。

一種嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維，由玻璃纖維和包覆在玻璃纖 維外層的活性炭層構(gòu)成，且活性炭層中含有ZnO/MgO微粒，ZnO/MgO微粒 占多孔炭纖維重量的1～60％。

所述的ZnO/MgO微米棒具有核殼結(jié)構(gòu)。其中核體為六方柱ZnO，殼層 由MgO層片狀晶體堆疊組成。

所述的ZnO/MgO微米棒經(jīng)氨水溶液浸漬洗滌后得到MgO微米管，該 MgO微米管嵌載在多孔炭纖維中。

所述的活性炭層由黏膠基纖維素、酚醛樹(shù)脂或聚乙烯醇，醋酸鎂或硬酯 酸鎂和氯化鋅的混合物經(jīng)高溫碳化活化而成。

所述的玻璃纖維為玻璃纖維氈或玻璃纖維布，玻璃纖維的直徑為1μm～ 50μm。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維的 制備方法。

本發(fā)明的嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維的通過(guò)如下方法制備：將 黏膠基纖維素、酚醛樹(shù)脂或聚乙烯醇，醋酸鎂或硬脂酸鎂和氯化鋅混合配成 溶液，然后將玻璃纖維浸漬于該溶液中，使玻璃纖維包覆一層聚合物層，然 后將上述玻璃纖維加熱至450～650℃溫度下碳化活化1～4小時(shí)，得到嵌載 ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維。該材料的比表面積在100-450m²/g之間。嵌 載在多孔炭纖維上的ZnO/MgO微米棒定向排列。

本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供上述嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維的 用途。

本發(fā)明的嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維能用于脫附油品中的硫醇。 將嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維負(fù)載磺化酞箐鈷，然后與油品如汽油 接觸，該材料即可吸附并催化氧化油品中的硫醇。經(jīng)處理后，油品中的硫醇 脫除率可以達(dá)到90％以上，油品中硫醇的含量可低于10mg/L。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明制備的嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔炭纖維能用于脫除油品中的 硫醇，硫醇脫除率可以達(dá)到90％以上，油品中硫醇的含量可低于10mg/L。可 以避免液態(tài)堿的使用，簡(jiǎn)化了工藝，減少了污染。本發(fā)明在環(huán)境凈化材料的 開(kāi)發(fā)及利用方面，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例2嵌載ZnO/MgO微粒的多孔炭纖維的掃描電鏡圖。ZnO/MgO 微粒成柱狀定向排列，且具有核殼結(jié)構(gòu)，核體為ZnO，殼層由MgO層片狀納 米粒子堆疊組成(右上角小圖)，ZnO/MgO微米柱經(jīng)氨水溶液浸漬洗滌后得 到MgO微米管(右下角小圖)。

圖2為實(shí)施例13嵌載ZnO/MgO微米棒的多孔碳纖維負(fù)載磺化酞箐鈷后 對(duì)油品中正丁基硫醇的脫除曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1