疏水改性活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物吸附性能研究

作者：徐遵主; 刘东; 张纪文; 金小贤; 周飞^*

来源：环境污染与防治, 2023, 45(10): 1357-1368.

DOI：10.15985/j.cnki.1001-3865.2023.10.005

• 活性炭纤维
• 疏水改性
• 挥发性有机物
• 高湿度环境
• 吸附性能

通过分步液相硅烷化方法对活性炭纤维(ACF)进行疏水改性，在以辛基三甲氧基硅烷(OTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HTMS)为混合硅烷，且HTMS与OTMS体积比为0.25∶0.75的条件下，改性得到的ACF(记为ACF@H∶O-E-0.25∶0.75)疏水效果及挥发性有机物(VOCs)吸附性能综合最佳，相比未改性ACF(记为BK-ACF),水蒸气吸附量减少57.1%。采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和N2吸附/脱附对其结构进行表征，结果表明有机硅烷成功接枝在ACF表面。ACF@H∶O-E-0.25∶0.75水接触角增加至145.8°,疏水效果得到明显改善。动态吸附实验结果表明，在相对湿度为80%时，ACF@H∶O-E-0.25∶0.75相比BK-ACF,对二氯甲烷、乙酸乙酯和环己烷的饱和吸附量分别增加71.4%、23.0%和31.1%。120℃条件下5次循环再生实验表明，ACF@H∶O-E-0.25∶0.75仍可保持90%左右的饱和吸附量，吸附再生性能良好。采用长链和短链的混合硅烷减缓了有机硅烷对ACF孔道的堵塞，增加高湿度环境下对VOCs的吸附性能。