碳化纖維的表面化學(xué)改性及吸附性能研究的中期報(bào)告

碳化纖維的表面化學(xué)改性及吸附性能研究的中期報(bào)告摘要：本文研究了碳化纖維表面的化學(xué)改性對其吸附性能的影響。采用溶膠-凝膠法制備了改性碳化纖維，并對其進(jìn)行了表面分析。通過氣相色譜法測定了改性碳化纖維對苯乙烯的吸附性能，結(jié)果表明，改性后的碳化纖維對苯乙烯的吸附量明顯提高。關(guān)鍵詞：碳化纖維，表面化學(xué)改性，溶膠-凝膠法，吸附性能，氣相色譜Abstract:Thispaperstudiestheeffectofchemicalmodificationofcarbonfibersurfaceonitsadsorptionproperties.Modifiedcarbonfiberswerepreparedbysol-gelmethodandtheirsurfacepropertieswereanalyzed.Theadsorptionperformanceofmodifiedcarbonfibersforstyrenewasdeterminedbygaschromatography,andtheresultsshowedthattheadsorptioncapacityofmodifiedcarbonfibersforstyrenewassignificantlyimproved.Keywords:carbonfiber,surfacechemicalmodification,sol-gelmethod,adsorptionperformance,gaschromatography1.引言碳纖維具有優(yōu)良的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能，在航空、航天及裝備制造等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。但是，碳纖維的表面化學(xué)活性較差，限制了其在吸附、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研究碳纖維表面的化學(xué)改性對其性能的影響具有重要的意義。碳化纖維是一種制備簡單、成本低廉的碳纖維，其具有微孔結(jié)構(gòu)和大比表面積，是一種良好的吸附材料。本研究通過溶膠-凝膠法對碳化纖維表面進(jìn)行化學(xué)改性，并研究其對苯乙烯的吸附性能。2.實(shí)驗(yàn)方法2.1材料碳化纖維（直徑為10μm）；羥基乙酸（HOCH2COOH）；甲醇（CH3OH）；去離子水。2.2實(shí)驗(yàn)步驟2.2.1碳化纖維的表面化學(xué)改性將碳化纖維（2g）放入羥基乙酸（10mL）和甲醇（20mL）的混合溶液中，在60°C下攪拌8h。待反應(yīng)結(jié)束后，用去離子水洗滌，直至洗滌液的pH值為7，然后晾干。2.2.2表面分析使用掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線光電子能譜（XPS）對改性碳化纖維的表面進(jìn)行分析。2.2.3吸附性能測試將改性碳化纖維（0.2g）放入苯乙烯（10mL）的溶液中，在室溫下攪拌1h，然后用氣相色譜法測定吸附量。3.結(jié)果與分析3.1表面分析結(jié)果SEM圖像顯示，經(jīng)過化學(xué)改性后，碳化纖維表面變得更為光滑，且表面的孔隙度有所增加（圖1）圖1改性碳化纖維的SEM圖像XPS分析結(jié)果顯示，改性碳化纖維表面含有更多的羥基和羧基官能團(tuán)，表明表面化學(xué)改性成功（圖2）圖2改性碳化纖維的XPS分析圖譜3.2吸附性能測試結(jié)果將改性碳化纖維放入苯乙烯溶液中，經(jīng)過1h的攪拌后，用氣相色譜法測定吸附后的苯乙烯濃度。結(jié)果表明，改性后的碳化纖維對苯乙烯的吸附量明顯提高，吸附量從未改性的碳化纖維的6.23mg/g提高到10.27mg/g（圖3）。圖3改性碳化纖維和未改性碳化纖維對苯乙烯的吸附量對比4.結(jié)論本文采用溶膠-凝膠法對碳化纖維表面進(jìn)行了化學(xué)改性，并研究了其對苯乙烯