新型功能材料竹炭

1、新型功能材料 竹炭小組成員：曹浩，葛浩英，何聲， 侯方爍，胡麗芳生活中的竹炭產(chǎn)品生活中的竹炭產(chǎn)品 竹炭是竹材在高溫和缺氧（或限制性的通入氧氣）竹炭是竹材在高溫和缺氧（或限制性的通入氧氣）條件下受熱分解而得到一種具有較高孔隙度的多孔性條件下受熱分解而得到一種具有較高孔隙度的多孔性材料。材料。竹炭具有豐富的孔隙分布特征和高比表面積，竹炭具有豐富的孔隙分布特征和高比表面積，對有害氣體、水蒸氣，廢水中有機(jī)污染物及重金屬離對有害氣體、水蒸氣，廢水中有機(jī)污染物及重金屬離子等具有子等具有良好的吸附特性良好的吸附特性；其發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)為電解液；其發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)為電解液溶液中的離子滲透提供了快速通道，可作為溶液中的

2、離子滲透提供了快速通道，可作為超級電容超級電容器電極材料器電極材料；竹炭在高溫制備過程中產(chǎn)生石墨微晶并；竹炭在高溫制備過程中產(chǎn)生石墨微晶并規(guī)則排列，使其具有良好的導(dǎo)電性能和電磁規(guī)則排列，使其具有良好的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能，因此竹炭作為屏蔽性能，因此竹炭作為功能性的環(huán)保材料功能性的環(huán)保材料，越來越，越來越受到人們的重視，在環(huán)保、建筑、電子和食品等領(lǐng)域受到人們的重視，在環(huán)保、建筑、電子和食品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。具有廣闊的應(yīng)用前景。竹炭簡竹炭簡介介尾氣吸收瓶；緩沖瓶；恒溫控溫裝置；形吸附管；空白吸收瓶；緩沖瓶；氣體發(fā)生瓶；緩沖瓶；數(shù)顯氣體流量計；空氣鋼瓶；三通兩通閥；氣體流速控制器；減壓閥；

3、磁力攪拌器圖1形管主動吸附試驗裝置圖吸附實驗裝置的設(shè)計吸附實驗裝置的設(shè)計 圖圖1為自主設(shè)計的用于檢測竹炭吸附有害為自主設(shè)計的用于檢測竹炭吸附有害氣體性能的實驗裝置。氣體性能的實驗裝置。原理：在氣體發(fā)生瓶中，由恒定速率的空氣將原理：在氣體發(fā)生瓶中，由恒定速率的空氣將有害氣體載入到裝有均勻分散的竹炭的形管有害氣體載入到裝有均勻分散的竹炭的形管中，經(jīng)過竹炭的吸附，多余的有害氣體被尾氣中，經(jīng)過竹炭的吸附，多余的有害氣體被尾氣吸收瓶所吸收。通過尾氣吸收瓶中物質(zhì)的含量吸收瓶所吸收。通過尾氣吸收瓶中物質(zhì)的含量與空白吸收瓶中的含量差，可得到形管中竹與空白吸收瓶中的含量差，可得到形管中竹炭吸附的量。炭吸附的量。

4、 該裝置為主動吸附法（也稱動態(tài)吸附法），該裝置為主動吸附法（也稱動態(tài)吸附法），竹炭能在幾個小時內(nèi)達(dá)到吸附飽和，相比被動竹炭能在幾個小時內(nèi)達(dá)到吸附飽和，相比被動吸附法（也稱靜態(tài)吸附法）所需要的幾天甚至吸附法（也稱靜態(tài)吸附法）所需要的幾天甚至幾十天來說，能有效的縮短實驗時間。幾十天來說，能有效的縮短實驗時間。 同時，該法均在密閉環(huán)境中進(jìn)行，多余的同時，該法均在密閉環(huán)境中進(jìn)行，多余的有害氣體有簡易的吸收裝置，對環(huán)境綠色，能有害氣體有簡易的吸收裝置，對環(huán)境綠色，能保護(hù)實驗人員的身體安全。故形管主動吸附保護(hù)實驗人員的身體安全。故形管主動吸附法是一種合適的用于檢測竹炭吸附有害氣體性法是一種合適的用于檢測竹

5、炭吸附有害氣體性能的裝置。能的裝置。吸附實驗過程吸附實驗過程 在氣體發(fā)生瓶中裝入在氣體發(fā)生瓶中裝入 分析純分析純甲醛溶液或溶液，空氣以恒定速度通過，甲醛溶液或溶液，空氣以恒定速度通過，空白吸收瓶和尾氣吸收瓶中均裝入純空白吸收瓶和尾氣吸收瓶中均裝入純水，形管中均勻分散的裝載水，形管中均勻分散的裝載目預(yù)先干燥過的竹炭試樣。每隔一定時間取目預(yù)先干燥過的竹炭試樣。每隔一定時間取樣。甲醛的吸收液用乙酰丙酮顯色法，用紫外分樣。甲醛的吸收液用乙酰丙酮顯色法，用紫外分光光度計在處比色，得到尾氣吸收液光光度計在處比色，得到尾氣吸收液和空白吸收液中甲醛的含量。和空白吸收液中甲醛的含量。溶液為色譜溶液為色譜純的苯、

6、甲苯、乙酸正丁酯以同體積比混合溶液。純的苯、甲苯、乙酸正丁酯以同體積比混合溶液。其吸收液為色譜純的乙酸乙酯，用帶有氫火焰離其吸收液為色譜純的乙酸乙酯，用帶有氫火焰離子檢測器的氣相色譜分析其含量。子檢測器的氣相色譜分析其含量。結(jié)果與討論圖不同吸附溫度甲醛吸附突破曲線 從圖可知，吸附溫度過低時，氣體分子從圖可知，吸附溫度過低時，氣體分子運動緩慢，進(jìn)入竹炭較內(nèi)部的分子更少，吸附運動緩慢，進(jìn)入竹炭較內(nèi)部的分子更少，吸附速度慢，吸附容量較少，而吸附溫度過高時，速度慢，吸附容量較少，而吸附溫度過高時，氣體分子間壓力較大，其運動速度也很快，雖氣體分子間壓力較大，其運動速度也很快，雖能進(jìn)入竹炭內(nèi)部的量更多，但

7、也更易逃逸出來，能進(jìn)入竹炭內(nèi)部的量更多，但也更易逃逸出來，使得吸附總量偏低。使得吸附總量偏低。圖不同竹炭類型的甲醛吸附突破曲線 從圖可知，不同的吸附竹炭種類對于吸從圖可知，不同的吸附竹炭種類對于吸附速度和最終的吸附容量有較大影響。結(jié)合壓附速度和最終的吸附容量有較大影響。結(jié)合壓汞法測得的竹炭孔徑的結(jié)果表明：汞法測得的竹炭孔徑的結(jié)果表明：吸附容量由吸附容量由大到小為筒狀竹炭片狀竹炭顆粒狀竹大到小為筒狀竹炭片狀竹炭顆粒狀竹炭，其中孔徑越大，氣體分子越易進(jìn)入其中，炭，其中孔徑越大，氣體分子越易進(jìn)入其中，吸附容量越大。吸附容量越大。圖不同氣體流速的甲醛吸附突破曲線 氣體流速對竹炭吸附性能也有一定影響，氣

8、體流速對竹炭吸附性能也有一定影響，從圖可知，在低流速時，吸附速度和吸附容從圖可知，在低流速時，吸附速度和吸附容量相差不大，但氣體流速提升到一定程度后，量相差不大，但氣體流速提升到一定程度后，后期吸附速度明顯更快，且達(dá)到吸附飽和點時，后期吸附速度明顯更快，且達(dá)到吸附飽和點時，其吸附容量較高。這是由于氣體流速較高時，其吸附容量較高。這是由于氣體流速較高時，氣體分子運動速度變快，能竄入到竹炭較深的氣體分子運動速度變快，能竄入到竹炭較深的空隙中去，并被困鎖在其中?？障吨腥ィ⒈焕фi在其中。圖竹炭吸附的突破曲線 圖為竹炭吸附的突破曲線，從圖圖為竹炭吸附的突破曲線，從圖可知，竹炭在吸附幾種組分時，對苯可知

9、，竹炭在吸附幾種組分時，對苯的吸附速率最快，吸附量也最多，達(dá)到飽和時的吸附速率最快，吸附量也最多，達(dá)到飽和時間也最短。吸附容量由大到小依次為苯甲苯間也最短。吸附容量由大到小依次為苯甲苯乙酸正丁酯乙酸正丁酯結(jié)論結(jié)論（）竹炭的孔徑較大，在孔徑范圍為（）竹炭的孔徑較大，在孔徑范圍為之間和以上個區(qū)域之間和以上個區(qū)域均有大量的孔存在，適合多類型物質(zhì)的吸附。均有大量的孔存在，適合多類型物質(zhì)的吸附。（）竹炭吸附有害氣體是要是適宜的溫度范（）竹炭吸附有害氣體是要是適宜的溫度范圍內(nèi)，才能達(dá)到速度又快，吸附容量又大的效圍內(nèi)，才能達(dá)到速度又快，吸附容量又大的效果；竹炭的孔徑越大吸附能力越強(qiáng)，吸附容量果；竹炭的孔徑越

10、大吸附能力越強(qiáng)，吸附容量越高；氣體運動的速度大小對其吸附效果也有越高；氣體運動的速度大小對其吸附效果也有一定影響。一定影響。（）竹炭對不同的揮發(fā)性有機(jī)物的吸附能力（）竹炭對不同的揮發(fā)性有機(jī)物的吸附能力有所不同，根據(jù)已有研究成果說明，在同樣的有所不同，根據(jù)已有研究成果說明，在同樣的吸附條件下，吸附容量：苯甲苯乙酸正丁吸附條件下，吸附容量：苯甲苯乙酸正丁酯，與實際環(huán)境中對竹炭吸附能力的需求一致。酯，與實際環(huán)境中對竹炭吸附能力的需求一致。1.在醫(yī)藥衛(wèi)生，竹炭中含有乙酸、乙醚、酒精在醫(yī)藥衛(wèi)生，竹炭中含有乙酸、乙醚、酒精等成份，對皮膚的過敏、氣喘有作用。等成份，對皮膚的過敏、氣喘有作用。長期使用竹炭牙膏、洗面奶、美容霜和竹炭浴，長期使用竹炭牙膏、洗面奶、美容霜和竹炭浴，能促進(jìn)皮膚角質(zhì)軟化，使皮膚增白清爽，光滑能促進(jìn)皮膚角質(zhì)軟化，使皮膚增白清爽，光滑柔潤，起到護(hù)理皮膚的作用。且對皮膚病有一柔潤，起到護(hù)理皮膚的作用。且對皮膚病有一定的預(yù)防和治療效果。定的預(yù)防和治療效果。竹炭的應(yīng)用竹炭的應(yīng)用2.裝修凈化：將竹炭產(chǎn)品放置于剛裝修的室內(nèi)，裝修凈化：將竹炭產(chǎn)品放置于剛裝修的室內(nèi)，能有效吸收因裝修產(chǎn)生的甲醛、苯、甲苯、氨能有效吸收