超細分層多孔碳纖維及其對乙醇和丙酮的吸附性能

DOI: 10.1016/S1872-5805(19)60029-6

通過對酚醛樹脂和乙酰丙酮鐵的靜電紡絲，在NH3氣氛下碳化以及HCl/水浸提以去除Fe物種，生產出超細的分層多孔碳纖維（HPCFs）。將其對乙醇和丙酮的吸附性能及其孔結構與聚丙烯腈（PAN）、乙酰丙酮鐵（HPCFs（PAN））和不含乙酰丙酮鐵（PCFs）的酚醛樹脂生產的纖維進行了比較。結果表明，HPCFs和HPCFs（PAN）是一類具有豐富微孔和中孔的分層多孔材料，而PCFs則以微孔為主。添加乙酰丙酮鐵可促進石墨化。層次孔結構通過多層吸附增加了乙醇和丙酮蒸汽在高壓下的吸收，而微孔結構通過單層吸附增加了低壓下的吸收。在25℃時，HPCFs對乙醇和丙酮的吸附量最高，分別為7.55和12.56 mmol g-1。論證了酚醛樹脂作為碳前驅體的優越性。超細碳纖維電紡后的獨立特性有利于吸附揮發性有機化合物。

圖1.超細碳纖維的SEM圖像（a）：PCF和（b）HPCF。

圖2. PCF和HPCF的拉曼光譜。

圖3.（a）各種超細碳纖維的N2吸附等溫線和（b）孔徑分布。

圖4.25℃下（a）乙醇和（b）丙酮在各種超細碳纖維上的吸附等溫線。