CIQTEK精選成果簡報

Appl. Catal. B：多孔石墨化炭負(fù)載FeOCl作為雙功能吸附催化劑用于含氯揮發(fā)性有機(jī)化合物的濕式過氧化物氧化：介孔的影響和機(jī)理研究

Porous graphitized carbon-supported FeOCl as a bifunctional adsorbent-catalyst for the wet peroxide oxidation of chlorinated volatile organic compounds: Effect of mesopores and mechanistic study

——武漢大學(xué) 李進(jìn)軍老師課題組

濕式洗滌與吸附增強(qiáng)型異質(zhì)高級氧化工藝（AOPs）相結(jié)合，是處理含氯揮發(fā)性有機(jī)化合物（CVOCs）的有效方法。武漢大學(xué)李進(jìn)軍老師課題組開發(fā)了一種多孔石墨化炭 (PGC) 負(fù)載的FeOCl催化劑，可有效去除氣態(tài)二氯乙烷、三氯乙烯、二氯甲烷和氯苯。通過BET表征及吸附性能分析得到PGC負(fù)載FeOCl催化劑具有發(fā)達(dá)的介孔結(jié)構(gòu)，可加快有機(jī)分子在顆粒內(nèi)的擴(kuò)散，表現(xiàn)出對CVOCs更好的去除性能。

研究中使用國儀量子V-Sorb X800系列產(chǎn)品

Chem. Eng. J：微介孔石墨化炭纖維作為疏水吸附劑可去除空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物

Micro-mesoporous graphitized carbon fiber as hydrophobic adsorbent that removes volatile organic compounds from air

活性炭纖維（ACFs）是一類受歡迎的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）吸附劑，武漢大學(xué)李進(jìn)軍老師課題組采用KOH催化石墨化的方法制備了疏水性增強(qiáng)的多孔石墨化炭纖維（PGCFs），并研究了其對代表性揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附能力，通過表征表明PGCF具有超過2200 m2/g的高比表面積和微介孔結(jié)構(gòu)，在潮濕條件下對有機(jī)物的選擇性吸附能力得到提高。

研究中使用國儀量子V-Sorb X800系列產(chǎn)品

Chem. Eng. J：用于吸附揮發(fā)性有機(jī)化合物的竹制疏水多孔石墨化炭

Bamboo-derived hydrophobic porous graphitized carbon for adsorption of volatile organic compounds

采用復(fù)合催化石墨化法制備了疏水竹基多孔石墨化炭（BPGCs），研究其對甲苯、環(huán)己烷和乙醇的吸附性能，并通過BET表征測試了不同合成溫度下制備得到的炭材料的比表面積大小、微介孔比例，為評價炭材料的吸附性能提供一定的理論支撐。

研究中使用國儀量子V-Sorb X800系列產(chǎn)品

材料吸附性能表征技術(shù)

通過光催化驅(qū)動CO2減排，再加上光氧化轉(zhuǎn)化塑料廢物為增值化學(xué)品，是一種解決溫室和環(huán)境危機(jī)的有效策略。通過比表面及孔徑分析儀對不同比例下合成的多孔石墨化炭（PGCs）和PGC負(fù)載FeOCl催化劑（FeOCl/PGCs）進(jìn)行表征，N2吸脫附等溫線如下圖1d所示。PGC0和FeOCl/PGC0對N2的吸附量主要在P/P0< 0.1的低相對壓力段，這是微孔材料的典型特征。

相比之下，其他PGCs和FeOCl/PGCs的N2吸附量隨相對壓力的增加而持續(xù)增加，且等溫線均存在滯后環(huán)，表明材料中存在介孔結(jié)構(gòu)。FeOCl/PGC催化劑的等溫線特征與其相應(yīng)的PGC載體非常相似，僅存在氮吸收量略有下降的區(qū)別，這表明催化劑負(fù)載并未顯著改變碳材料的孔隙率。由下圖1e的NLDFT孔徑分布和表1的詳細(xì)數(shù)據(jù)可知，石墨化后材料介孔占比增加，炭材料的比表面積隨著石墨化程度的增加而逐漸減小。PGC0、PGC1、PGC3、PGC4和PGC8的對DCE的去除率分別為26.5%、25.0%、22.2%、19.7%和16.5%。DCE去除效率的順序與PGCs比表面積的順序一致，這歸因于在吸附法濕法洗滌DCE時，隨著吸附位點(diǎn)的逐漸占用，比表面積越大的材料可用的吸附位點(diǎn)越多，去除效果越好。

Fig. 1. (d) Nitrogen adsorption–desorption isotherms and (e) pore size distribution curves of different material

下圖為表征得到的不同炭材料的N2吸脫附等溫線及NLDFT孔徑分布數(shù)據(jù)，粘膠基活性炭纖維（VACF）呈現(xiàn)出 I 型等溫線，其在 P/P0 < 0.05 的低相對壓力段氮吸附量急劇增加，而在 P/P0 較高時等溫線趨于平緩，這表明該材料以微孔為主。而多孔石墨化炭纖維(PGCFs)的等溫線除了在低 P/P0 段有顯著的氮吸附外，隨著 P/P0 的升高，吸附量呈現(xiàn)逐漸增加，表明 PGCF 中同時存在微孔和介孔。由NLDFT數(shù)據(jù)可知，VACF 的大部分孔寬小于 2 nm，而 PGCF 除了在微孔范圍有分布，在大于 2 nm 的介孔范圍也有集中分布。此外，通過比較材料的比表面積及孔體積詳細(xì)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)將 VACF 轉(zhuǎn)化為 PGCF 后，比表面積從 1304 m2/g 增加到大于 2200 m2/g，孔體積尤其是介孔體積大幅增加，介孔體積占其總孔隙體積的一半以上。PGCFs比VACF 具有更高的比表面積，進(jìn)一步解釋了 PGCFs 對甲苯和環(huán)己烷的吸附增強(qiáng)的原因。

對不同方法制備的生物質(zhì)基活性炭（BACs）和竹基多孔石墨化炭(BPGCs)進(jìn)行比表面及孔徑表征，BAC對N2的吸附主要發(fā)生在低相對壓力下（P/P0<0.05），呈現(xiàn)出典型的 I 型等溫線，表明 BAC 以微孔為主。相比之下，BPGCs 除了在 P/P0<0.05 時有吸附外，隨著 P/P0 的增大，氮吸附量仍在增加，并且存在回滯環(huán)，表明BPGCs 中同時存在微孔和中孔。如下表1所示，通過比較不同炭材料的比表面積和孔徑分布詳細(xì)數(shù)據(jù)可知：BAC的介孔體積只占其總孔體積的 20%，而 BPGCs 的介孔體積一般占 44% 以上，其中BPGC-500具有最大的表面積（2181 m2/g）和最高的介孔體積，BPGC的較大的介孔體積可以保證在吸收乙醇后冷凝水有足夠的空間進(jìn)行體積膨脹。

CIQTEK國儀量子比表面及孔徑分析儀

國儀量子V-Sorb X800系列比表面及孔徑分析儀采用靜態(tài)容量法測試原理，具備完全的自動化操作，人性化的操作界面，簡單易學(xué)，廣泛應(yīng)用于催化材料、環(huán)保材料、電池材料及納米材料等領(lǐng)域。產(chǎn)品技術(shù)通過機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會科技成果鑒定，被歐美高校、科研實(shí)驗(yàn)室選購使用，獲得一致好評，樹立了優(yōu)良的國產(chǎn)品牌形象。