氮掺杂植物基活性炭材料结构及其吸附性能的研究
本论文以汉麻杆为原料，三聚氰胺为氮源，采用不同的掺氮方式制备了高比表面积的掺氮麻杆活性炭样品。借助扫描电镜、低温氮气吸附、傅立叶变换红外光谱等分析手段，利用αs曲线、密度泛函数理论等分析方法表征了材料的微观形貌、表面织构、表面吸附能分布和表面化学状态，并研究了掺氮活性炭样品的氢气吸附性能，探讨了掺氮活性炭样品中氮的引入及其织构参数对其氢气吸附性能的影响。
研究结果表明，所有掺氮活性炭样品的氮气吸脱附等温线均属于I型等温线，具有较高的比表面积(1674.82～2961.72m2/g)和总孔容(0.9837～1.7532cm3/g)，且主要含有孔径分布在0.6～0.7和1.0～1.5nm范围内的微孔和少量孔径分布在2.0～5.0nm范围内的中孔。借助高压反应釜向炭材料中掺氮利于极微孔的产生，但不利于中孔的产生。
掺氮活性炭样品的表面含有O-H、-CH3、-CH2-、C=C、C-O等化学基团，三聚氰胺氮掺杂处理向活性炭样品中引入的N元素主要以-C-N的形式存在。在77K，1bar时，所有掺氮活性炭样品的吸氢量主要分布在2.0wt％～3.1wt％之间，其中三聚氰胺溶液浸渍麻杆炭化前驱体制得的掺氮活性炭样品的吸氢量最大，最大值为3.1wt％。三聚氰胺溶液浸渍麻杆炭化前驱体的掺氮方式是制备用于储氢研究掺氮活性炭样品的最佳掺氮方式。
活性炭;氮掺杂;三聚氰胺;吸附性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
杨儒
2010
中文
TQ424.1
56
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）