Nghiên cứu điều chế vải than hoạt tính từ sợi Visco Việt Nam tẩm phụ gia Axit H3PO4

Bài báo này mô tả kết quả nghiên cứu điều chế vải than hoạt tính từ vải visco Việt Nam tẩm axit h3po4. Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng là: phương pháp đo dung lượng hấp phụ hơi benzen, phương pháp xác định diện tích bề mặt, phương phá đo độ bền kéo đứt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu điều chế vải than hoạt tính từ sợi Visco Việt Nam tẩm phụ gia Axit H3PO4Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ Nghiªn cøu ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnhtõ sîi visco viÖt nam tÈm phô gia axit h3po4 Bïi V¨n Tµi, NguyÔn Hïng Phong, trÇn v¨n chung Tãm tắt: Bµi b¸o nµy m« t¶ kÕt qu¶ nghiªn cøu ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh tõ v¶i visco ViÖt Nam tÈm axit h3po4. C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu ®îc sö dông lµ: ph¬ng ph¸p ®o dung lîng hÊp phô h¬i benzen, ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt, ph¬ng ph¸ ®o ®é bÒn kÐo ®øt. KÕt qu¶ thÊy r»ng ®é bÒn kÐo ®øt cña v¶i than ho¹t tÝnh phô thuéc vµo hµm lîng chÊt tÈm, thêi gian ho¹t hãa vµ nhiÖt ®é ho¹t hãa. Khi ho¹t hãa ë nhiÖt ®é 670oC, thêi gian 50 phót, nång ®é axit H3PO4 10% diÖn tÝch bÒ mÆt ®¹t 840 m2/g, dung lîng hÊp phô h¬i benzen ®¹t 4,66 milimol/g, ®é bÒn ®¹t 77-54 N theo chiÒu däc- ngang.Tõ khãa: Than ho¹t tÝnh, V¶i than ho¹t tÝnh, V¶i cacbon ho¹t tÝnh 1. më ®Çu HiÖn nay, than ho¹t tÝnh ®· ®îc sö dông bao gåm cã ba d¹ng lµ: than ho¹t tÝnhd¹ng h¹t, than ho¹t tÝnh d¹ng bét vµ than ho¹t tÝnh d¹ng v¶i sîi [4]. Than ho¹t tÝnh d¹ng v¶i (hay cßn cã tªn gäi kh¸c lµ v¶i cacbon ho¹t tÝnh hoÆcv¶i than ho¹t tÝnh) lµ s¶n phÈm thuéc thÕ hÖ thø 3 cña than ho¹t tÝnh, míi ®îc b¾t®Çu nghiªn cøu vµ øng dông tõ nh÷ng n¨m 60 cña thÕ kû 20 ®Õn nay. V¶i than ho¹ttÝnh cã nhiÒu u ®iÓm h¬n so víi than ho¹t tÝnh d¹ng h¹t vµ d¹ng bét nh: kh¶ n¨nghÊp phô cao, tèc ®é hÊp phô lín, møc ®é c¶n trë cña dßng khÝ ®i qua líp vËt liÖunhá, ®é bÒn c¬ lý cao, nhÑ vµ mÒm m¹i. Do vËy, chÊt hÊp phô v¶i than ho¹t tÝnh ®·®îc øng dông réng r·i trong qu©n sù, b¶o hé lao ®éng, c«ng nghiÖp vµ xö lý m«itrêng...[1,2] V¶i than ho¹t tÝnh ®îc chÕ t¹o tõ c¸c nguyªn liÖu v¶i dÖt nh: sîi h÷u c¬, sîi t¬tù nhiªn hoÆc sîi tæng hîp (sîi xenlulo, sîi polyacrynonitril, sîi visco.v.v). C«ng nghÖ chÕ t¹o sîi v¶i than ho¹t tÝnh cã c¸c giai ®o¹n nh: chuyÓn hãa sîih÷u c¬ thµnh sîi than hãa, sau ®ã ho¹t hãa ë nhiÖt ®é cao víi t¸c nh©n ho¹t hãa lµh¬i níc hoÆc CO2. Ngoµi ra ngêi ta cßn cã thÓ sö dông t¸c nh©n ho¹t hãa kh¸cnh dïng phô gia hãa chÊt tÈm phñ lªn bÒ mÆt v¶i nguyªn liÖu ®Ó ho¹t hãa. C¸clo¹i phô gia hãa chÊt thêng lµ: H3PO4; Na2HPO4; H3PO4; (NH4)2HPO4; ZnCl2;CuCl2 ; AlCl3; FeCl3 ; polyphotphat ure... C¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn cã rÊt nhiÒu c¸c c«ng nghÖ chÕ t¹o v¶i than ho¹ttÝnh kh¸c nhau. V¶i sîi ®îc sö dông nhiÒu nhÊt lµ sîi PAN vµ sîi visco, phô gia södông lµ H3PO4, ZnCl2, Na2HPO4 [3, 4]. ë ViÖt Nam, vÊn ®Ò nghiªn cøu chÕ t¹o, øng dông v¶i than ho¹t tÝnh cha ®îcquan t©m; nguyªn liÖu v¶i sîi visco s½n cã rÎ tiÒn cã thÓ ®¸p øng nguån nguyªnliÖu ®Ó chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh lîng lín. Trong bµi b¸o nµy tr×nh bµy kÕt qu¶nghiªn cøu chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh tõ v¶i visco ViÖt Nam. 2. PHÇn thùc nghiÖm2.1. Nguyªn liÖu, thiÕt bÞ2.1.1 Nguyªn liÖuT¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 33, 10 - 2014 131 Hãa häc & Kü thuËt m«i trêng - Níc cÊt 1 lÇn. - Axit H3PO4, Trung Quèc, Pa. - Sîi v¶i visco, ViÖt Nam.2.1.2. ThiÕt bÞ - C©n hÊp phô ®éng McBell: X¸c ®Þnh ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô – gi¶i hÊp phôh¬i C6H6, x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt riªng, thÓ tÝch lç bÐ, thÓ tÝch lç trung. - ThiÕt bÞ Accupic 1330 (Micromeritics, Mü): X¸c ®Þnh khèi lîng riªng thùc dtheo ph¬ng ph¸p n¹p He. - ThiÕt bÞ GeoPyc1360 - Micromeritics (Mỹ): X¸c ®Þnh khèi lîng riªng biÓukiÕn theo ph¬ng ph¸p n¹p dryflo. - ThiÕt bÞ ®o ®é bÒn kÐo ®øt v¹n n¨ng Cole Parmer - 492KRC 1000 (Mü): X¸c®Þnh ®é bÒn kÐo ®øt cña v¶i theo tiªu chuÈn TCVN 1754-86. - ThiÕt bÞ lß quay: gi¶i nhiÖt ®é tõ nhiÖt ®é phßng ®Õn 1000oC, sai sè  20oC,®iÒu chØnh tèc ®é quay v« cÊp. - C©n ph©n tÝch, tõ 0 - 200 g, sai sè  0,0001g.2.2. Ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh - §iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh theo s¬ ®å sau: Xö lý TÈm SÊy kh« Than hãa nguyªn liÖu hãa chÊt KCS vµ Ho¹t hãa bao gãi - MÉu v¶i visco nguyªn liÖu ®îc dÖt tõ sîi visco b»ng ph¬ng ph¸p dÖt thoi,mËt ®é sîi 120 sîi ngang/10cm vµ 80 sîi däc/10 cm. C¾t mÉu v¶i kÝch thíc 20-50cm, giÆt s¹ch b»ng níc xµ phßng, röa s¹ch b»ng níc cÊt, ph¬i kh« tù nhiªn, sÊykh« ë 120oC trong 3h ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. - Ng©m mÉu v¶i vµo trong dung dÞch phô gia tÈm, nhiÖt ®é ng©m tÈm trongkho¶ng 60oC-80oC, thêi gian tõ 60-90 phót, sau ®ã ph¬i kh« tù nhiªn, sÊy ë 120oCtrong 3 giê (sÊy ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi). - §a v¶i ®· tÈm phô gia vµo lß quay, than hãa ë nhiÖt ®é 230oC trong 4 giê m«itrêng kh«ng khÝ, tèc ®é lß quay 10 vßng/phót. - Ho¹t hãa: + M«i trêng ho¹t hãa lµ khÝ ...