活性炭纤维复合材料的制备及其光催化改性研究

炭/ 炭复合材料的制备及研究进展摘要：综合国内外各种文献资料，总结了炭炭复合材料的用途、制备工艺，简要介绍了几种主要的致密化方法，并对炭炭复合材料的抗氧化研究、石墨化研究做了初步的介绍，最后提出了炭炭复合材料今后发展的方向.关键词：炭炭复合材料，致密化，化学气相沉积，抗氧化，石墨化.1 引言炭/ 炭复合材料是具有优异耐高温性能的结构与功能一体化工程材料。

它和其它高性能复合材料相同, 是由纤维增强相和基体相组成的一种复合结构, 不同之处是增强相和基体相均由具有特殊性能的纯碳组成[1-2]。

炭/ 炭复合材料具有低密度、高强度、低烧蚀率、高抗热震性、低热膨胀系数、零湿膨胀、不放气、在2 000 C 以内强度和模量随温度升高而增加、良好的抗疲劳性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性（组织成分及力学性能上均相容）、对宇宙辐射不敏感及在核辐射下强度增加等性能[1-3], 使炭/ 炭复合材料在众多领域有着广泛用途。

在发达国家，炭/ 炭复合材料已被成功用于航天飞机的机翼前缘、鼻锥、货舱门，高推动比战机发动机的涡轮，高性能火箭发动机喷管、喉衬、燃烧室等，新一代先进飞机、坦克、赛车、高速列车等的刹车材料，以及火箭、飞机的密封圈等构件[4]，同时，炭/ 炭复合材料作为生物医学材料，人造心脏瓣膜、人工骨、牙种植体及作为植入材料用于矫形是近年来的研究重点[5-7]; 作为智能材料，由于其受拉力后电阻增加，是很好的拉伸传感器，具有广阔的发展前景[8]。

炭/炭复合材料由碳纤维增强碳基体复合而成。

碳基体以热解炭的形式存在，由碳源先驱体经热解碳化而成。

炭/炭复合材料的制备工艺包括: 碳纤维及其结构的选择; 基体碳先驱物的选择; 炭/炭复合材料坯体的成型工艺; 坯体的致密化工艺以及工序间和最终产品的加工等[9]。

其中，关键技术在于坯体的致密化。

2 炭/炭复合材料的致密化工艺传统的炭/炭复合材料致密化工艺主要有化学气相沉积（CVD、化学气相渗透（CVI）和浸渍法。

活性炭的再生及改性进展研究一、活性炭再生的意义活性炭再生的目的是为了恢复其吸附性能，延长使用寿命，减少生产成本，节约资源。

活性炭再生不仅可以减少对环境的污染，还可以实现资源的再利用，具有重要的经济和环境效益。

研究活性炭再生技术对于实现清洁生产和循环利用具有重要的现实意义。

二、活性炭再生的方法活性炭再生的方法主要包括物理法、化学法和生物法。

物理法是指采用高温脱附、压力变化等物理手段进行再生；化学法是指采用化学试剂对活性炭进行处理；生物法是指利用微生物对活性炭进行再生。

物理法和化学法是目前应用较为广泛的再生方法。

1. 物理法物理法的再生方法包括高温脱附、换热再生和压力变化等。

高温脱附是指将饱和吸附剂在高温下进行加热，通过升高温度来驱除吸附在活性炭孔隙中的物质，达到再生目的。

换热再生是指利用其他热载体通过热交换的方式来对活性炭进行再生。

而压力变化则是通过改变活性炭所处环境的压力来实现对活性炭的再生。

2. 化学法化学法的再生方法主要包括氧化法、还原法和酸碱法等。

氧化法是指将活性炭暴露在氧化剂中，使其与被吸附的物质发生氧化反应，从而达到再生的目的。

还原法则是指将氧化的活性炭暴露在还原剂中，还原被氧化的活性炭。

酸碱法是指利用酸碱溶液对活性炭进行处理，使活性炭脱附被吸附的物质。

三、活性炭改性的意义活性炭改性的目的是为了提高其吸附性能，扩大其应用领域，增加其使用寿命。

通过对活性炭进行改性处理，可以使其在医药、食品、环保等领域发挥更大的作用。

研究活性炭改性技术对于提高活性炭的使用性能具有重要的意义。

四、活性炭改性的方法活性炭改性的方法主要包括物理改性、化学改性和复合改性。

物理改性是指通过改变活性炭的外部形貌和孔结构来提高其吸附性能。

化学改性是指利用化学方法改变活性炭的表面性质和化学成分，以提高其吸附性能。

复合改性则是指通过将活性炭与其他吸附材料或催化剂进行复合，以提高其吸附性能。

2. 化学改性化学改性的方法主要包括氧化改性、硫化改性和氮掺杂改性等。

研究背景
近年来，光催化技术在环境污染治理、能源转化等领域受到广泛。二氧化钛 光催化剂因其优异的氧化还原性能和宽广的光响应范围，成为光催化领域的研究 热点。然而，二氧化钛光催化剂的制备过程中往往存在团聚、比表面积较小等问 题，影响了其光催化效果。活性炭纤维具有高比表面积、良好化学稳定性和发达 的孔结构，可以作为负载基体改善二氧化钛光催化剂的性能。
活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂 的制备及性能评价
01 引言
03 材料和方法 05 讨论和分析
目录
02 研究背景 04 制备工艺和性能测试 06 参考内容
引言
活性炭纤维是一种优良的吸附材料，具有高比表面积、高吸附性能和良好的 化学稳定性。二氧化钛光催化剂是一种常见的光催化材料，具有优良的氧化还原 性能和宽广的光响应范围。将活性炭纤维与二氧化钛光催化剂结合，可以充分发 挥两者的优势，制备出高效的光催化复合材料。本次演示主要评价了活性炭纤维 负载二氧化钛光催化剂的制备及性能，以期为光催化领域的发展提供新的思路。
材料与方法醇、硝酸、活性炭等。
2、制备方法
（1）二氧化钛的制备：将钛酸四丁酯和乙醇按照一定比例混合，在搅拌下 逐滴加入硝酸，然后加热至一定温度，待溶液变为白色后冷却至室温，得到二氧 化钛沉淀。
（2）活性炭负载二氧化钛复合材料的制备：将活性炭浸泡在含有二氧化钛 沉淀的溶液中，一定时间后取出活性炭，干燥后在一定温度下进行热处理，得到 活性炭负载二氧化钛复合材料。
参考内容
引言
光催化技术是一种高效、环保的能源利用方式，被广泛应用于空气净化、水 处理、太阳能电池等领域。其中，二氧化钛（TiO2）因其良好的光催化性能和稳 定性而受到广泛。然而，二氧化钛的可见光响应范围窄、光催化活性低等问题限 制了其实际应用。为了提高二氧化钛的光催化性能，研究者们提出了多种改性方 法，其中包括活性炭负载二氧化钛复合材料的制备。本次演示将探讨活性炭负载 二氧化钛复合光催化剂的制备方法及其光催化性能。

第 ２ 卷 第 ２期 ９
２ １ ０ ２年 ６ 月
苏 州 科 技 学 院 学 报 （ 然 科 学 版） 自
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｕ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ （ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅ） ｏ ｒ ａ ｆＳ ｚ ｏ ｉｅ ｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ｙ
１ 实 验 部 分
１１ 主 要 试 剂 及 仪 器 ．
钛 酸 四 丁酯 （ ８Ｏ ） 四氯 化 钛 （ ９ ， 酸 钛 （ ６ ， 水 乙醇 ， 酸 （ ５ ６ ％） 盐 酸 （６ ， 水 ≥９ ． ％ ， ９ ％） 硫 ９ ％） 无 硝 ６ ％一 ８ ， ３ ％） 氨 （５ ２ ％） 甲基 橙 ， 为市售 分 析纯 试剂 。颗粒 活性 炭 ， ２ ％一 ８ ， 均 山西 大 同生 产 。 金 卤灯 电箱 ， ＨＭ一 ０ 佛 山市 嘉耀 照 明有 限公 司 。紫 外一 见分 光光 度计 ，６新 世 纪 ， 京普 析 通用 仪 器 ７， 可 Ｔ 北
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ２ １２ ．
Ｊ ｎ． ２ ２ ｕ ０１
二氧化钛 ／ 活性炭复合材料的 制备及光催化降解性能
耿 佳 ，冯 芳 ，颜 怀 洋 ，王 东田
（ 州科技学院 化学与生物工程学 院， 苏 苏州 ２５０ ） 苏 江 １ ０ ９
摘
要 ： 究 对 比三 种 锐 钛 矿 二 氧化 钛 溶 胶 的 常温 制备 方 法 ， 用 溶 胶 凝 胶 法 以 四氯 化 钛 和 氨 水 为 原 料 制得 二 氧 化 研 选
法 制备 纳 米 晶 ＴＯ 的报 道 ｉ 。近年 还开 发 了低 温水 热 法【 ４ ｌ ］ ３ 。
笔 者 对 比不 同原 料 的低 温纳 米 晶制 备法 ， 选制 得 的锐 钛矿 ＴＯ 溶 胶浸 渍 活性 炭 。 究 中 ， 比载体 活 优 ｉ： 研 对 性 炭经 过 强 氧化 处理 前后 对 ＴＯ 负载情 况 ， 究其 对 水溶 液 中 甲基 橙 的光催 化 降解 效果 的影 响 。 ｉ 研