最新中孔活性炭纤维的制备与其在医药方面的应用教学讲义PPT课件

0.1
850
活化时间 （min）
20 40 60 60 40 20
得率
16.9％ 20.7％ 25.0％ 28.2％ 30.2％ 27.5％
小结
1. 由②⑤可以看出，离子浓度越高，产品 得率越高；
2. 由③④可以看出，活化温度越低，产品 得率越高；
3. 由⑤⑥可以看出，活化时间越短，产品 得率越高。
中孔分布微分曲线
水蒸气活化沥青基活性碳纤维（PACF）的 孔结构
3 -1
v o l a d s ,. gc mS T P
800
700
600
500
400
300
P A C F-120
200
P A C F-90
100
P A C F-60
0
P A C F-30
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
p /p 0
氮 吸 附 等 温 线 (77K)
3 -1 -1
d V / d A , . cg Am
0 .1 0 0 .0 8 0 .0 6 0 .0 4 0 .0 2 0 .0 0
10
V A C F -30 V A C F -50 V A C F -70 V A C F -90
100 p o re d ia m e te r, A
④ 粘胶纤维
850
⑤ 粘胶纤维
850
活化时间 吸附量
( min ) ( mg / g )
50
136.1
50
70.8
50
85.3
25
83.4
50
90.8
小结
由上表可以看出：
1. 剑麻基ACF对亚甲基蓝的吸附效果较好， 说明其活化效果较好，孔径相对较大。
2. 活化温度越高，时间越长，吸附量越大， 说明在较高温度下，延长活化时间有利 于产品孔径的扩大
2.活性炭纤维的孔结构：
水蒸气活化粘胶基活性碳纤维（VACF）的孔结构
3 -1
v o l a d s ,. gc mS T P
800
700
600
500
400
300 V A C F-30
200
V A C F-50
100
V A C F-70
0
V A C F-90
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
ACF抗金黄色葡萄球菌活性
样品
SACF- AgCl ZCSACFAgCl AC- AgCl SACF-AgI SACF VACF
优点：产物孔径分布均匀，大小容易控 制，而且比表面大，吸附性能优良
缺点：选择合适的反应物及控制反应进 程比较困难
模板炭化法
模板炭化由两部分组成： 1.有机物在无机物模板的纳米微孔中炭化； 2.产物从模板中脱离出来
优点：可以从孔径大小或孔的形状两方面来控制 炭材料的结构，而且还可控制其宏观和微观形 态
缺点：除去炭化时所用的模板，成本高又费时
创新点
采用在前驱体中引入无机金属离子的 方法，使其既发挥催化剂的作用，又充 当活化剂，促使产物活性炭纤维中孔的 发育。
工作设想
实验方案：重金属离子催化活化法 工艺流程：
添加金属离子
原料
预处理
中间物 炭化活化 ACF产品
结构表征
性能评价
实验结果与讨论
1.制备工艺对ACF得率的影响 ：
聚合物混合物或有机物凝胶的 直接 碳化
1 聚合物混合物的直接炭化
两种或两种以上的热稳定性不同的聚合物 混合（物理或化学混合），然后在高温下炭化 制备ACF。
混合物各成分间的相互作用决定于它的形 态，即混合物是单一形态的还是相分离结构的
2有机物凝胶的直接炭化
通过熔胶凝胶反应制得有机物凝胶，然 后在高温下炭化
ACF的抗菌性能实验
大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的对比实验：
ACF抗大肠杆菌活性
样品
SACF
细菌浓度(cfu/mL) 原液 24小时后
5×103
SACF-AgCl
0
SACF-AgI
0
VACF
5.00×107 1.5×104
VACF-AgCl
0
VACF-AgI
0
blank
∞
由左表可知，经过24 h 后，溶液中的大肠杆 菌可被载银 ACF 完全 杀灭；而未载银ACF 对大肠杆菌也表现出 良好的吸附特性，表 明活性炭纤维的中孔 对细菌有强的吸附作 用
中孔活性炭纤维的制备与其 在医药方面的应用
选题意义
活性炭纤维（ACF）
中孔活性炭纤维（meso-ACF）
活性炭纤维概述
活性炭纤维
含丰富微孔的纤维状炭吸附材料.
优点
成型性好、耐酸碱、导电性和化学稳定性好 、比表面大、孔 径分布集中、吸附、脱附速度快
应用领域
环保工业、化学工业
局限性
染料分子或维他命等大分子物质难以吸附
采用沥青纤维、粘胶纤维、离子交换 树脂等原料制得一批产品。 初步考察了 离子浓度、活化温度、活化时间对产品 得率的影响。
制备条件对粘胶基活性炭纤维产品得率的影响
实验号 ①
CNiSOBiblioteka Baidu （mol.L-1 ）
0.01
②
0.01
③
0.05
④
0.05
⑤
0.1
⑥
0.1
活化温度 （℃） 650
750 850 650 750 850
中孔分布微分曲线
小结
活化时间的影响： 活化时间越长，所得产品的孔
径越大，越容易形成中孔ACF
3.活性炭纤维的液相吸附性能
亚甲基蓝分子式： C16H18N3SCl ·3H2O
分子量: 373.9
几何尺寸(nm): 1.44 ×0.60×0.18
CH3 N
S+
CH3
N
CH3 N
CH3
实验方法
p /p 0
氮 吸 附 等 温 线 （77K）
3 -1 -1
d V / d A , . gc Am
0 .1 0 0 .0 8 0 .0 6 0 .0 4 0 .0 2 0 .0 0
10
P A C F -1 2 0 P A C F -9 0 P A C F -6 0 P A C F -3 0
100 p o re d ia m e te r, A
配制 500 mg /L 的亚甲基蓝溶液，以该溶 液体积 : ACF产品质量 ＝ 50 ml : 50 mg 的比例进行吸附实验，吸附 25 h 后测定 溶液的吸光度变化，从而得出其吸附量
多孔炭材料对亚甲基蓝吸附量
编
原料
活化温度
号
(℃)
① 剑麻基纤维
850
② 离子交换树脂
750
③ 离子交换树脂
850
活化时间 （min）
20
40 60 60
40 20
得率
18.0％ 16.4％ 20.4％ 21.1％ 22.5％ 22.6％
制备条件对球状活性炭产品得率的影响
实验号 ①
CNiSO4 （mol.L-1 ）
0.01
活化温度 （℃ ）
650
②
0.01
750
③
0.05
850
④
0.05
650
⑤
0.1
750
⑥